Ventajas y desventajas de seis pilas de combustible

Excepto las seis pilas de combustible de PEMFC, AFC, PAFC, MCFC, SOFC y DMFC, hay pilas de combustible microbianas y pilas de combustible regenerativas. Las pilas de combustible microbianas son esencialmente sistemas que recolectan electrones producidos durante el metabolismo microbiano y dirigen electrones para producir electricidad. En teoría, las pilas de combustible microbianas son el medio más eficaz de convertir la energía química en energía eléctrica y es probable que la eficiencia máxima se acerque al 100%. En la actualidad, los investigadores han logrado grandes avances en el diseño y la mejora del diseño de células de combustible microbianas, pero aún existen muchas dificultades para realizar la conversión de tecnología de laboratorio a aplicación industrial. La pila de combustible regenerativa consta de una pila electrolítica y una pila de combustible. Frente al sol, la energía solar se utiliza para generar electricidad y electrolizar el agua para generar hidrógeno y oxígeno para su almacenamiento. Cuando se aparta el sol, la pila de combustible se utiliza para generar electricidad y generar agua, que puede reciclarse y mantener el almacenamiento de energía básicamente constante. Las celdas de combustible regenerativas tienen alta energía específica y potencia específica, y no hay autodescarga en uso ni limitación en la profundidad de descarga y la capacidad de la batería. Los países desarrollados como los Estados Unidos conceden gran importancia a la investigación y el desarrollo de la tecnología de pilas de combustible regenerativas, han aplicado la tecnología de pilas de combustible regenerativas en el campo aeroespacial y consideran que la tecnología de pilas de combustible regenerativas es una de las direcciones importantes de desarrollo de las "energías renovables espaciales tecnología energética "en el futuro, pero todavía existen problemas como el costo y una mayor mejora en la estabilidad de la utilización de la energía solar.

Comparación de las principales características de seis pilas de combustible

Las pilas de combustible son una de las tecnologías más críticas para el desarrollo de vehículos eléctricos de pila de combustible. En el corazón del sistema de celdas de combustible para automóviles se encuentra la pila de celdas de combustible. La tendencia de desarrollo de la tecnología de pila de celdas de combustible se puede juzgar por cuatro factores: durabilidad, temperatura de arranque a baja temperatura, potencia específica de salida neta y costo de fabricación. Los principales puntos calientes de investigación de los sistemas de celdas de combustible incluyen: utilizar materiales livianos, optimizar el diseño, mejorar la potencia específica del sistema de celdas de combustible, mejorar la capacidad de arranque en frío rápido y el rendimiento de respuesta dinámica del sistema de celdas de combustible de membrana de intercambio de protones, y estudiar el tratamiento de combustible con capacidad de seguimiento de carga. Optimice el diseño de la batería o el supercondensador y el almacenamiento de hidrógeno, mejore la eficiencia y la capacidad de reducción de picos del sistema y recupere la energía de frenado.

La investigación sobre pilas de pilas de combustible está trabajando actualmente para lograr un alto rendimiento, una alta eficiencia y una mayor durabilidad. El programa US Freedom CAR requiere que la pila de pilas de combustible dure más de 5000 h, se pueda arrancar a -30 ° C, 30 s desde el arranque hasta la salida 50% de potencia nominal, la potencia de salida neta específica es de 2,5 kW / L, el coste de fabricación es menor de 30 dólares estadounidenses / kW. La reducción de costos también es el objetivo de la investigación de la pila de pilas de combustible. Los medios efectivos para controlar los costos son reducir los costos de material para electrocatalizadores, membranas electrolíticas, placas bipolares, etc., y reducir los costos de procesamiento para la fabricación de electrodos de membrana, procesamiento de placas bipolares y ensamblaje de sistemas. Pero cómo equilibrar el precio del material con el rendimiento del sistema requiere una investigación constante. Tomando el electrocatalizador como ejemplo, el sistema de catalizador sin platino tiene potencial para reducir costos, pero su desempeño está lejos de cumplir con los requisitos del sistema de celda de combustible del vehículo. Los investigadores han estado trabajando duro para reducir la cantidad de platino usado, pero incluso con altas cargas en el electrodo de membrana, tales como carga de Pt de 1 mg / cm ², su rendimiento no puede satisfacer la demanda de alimentación del vehículo. La investigación de catalizadores debe centrarse en cómo utilizar de manera más eficaz los ingredientes activos del electrocatalizador para mantener el ingrediente activo en un estado altamente activo durante mucho tiempo y prolongar la vida útil del catalizador.

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