Vor- und Nachteile von sechs Brennstoffzellen

Mit Ausnahme der sechs Brennstoffzellen PEMFC, AFC, PAFC, MCFC, SOFC und DMFC gibt es mikrobielle Brennstoffzellen und regenerative Brennstoffzellen. Mikrobielle Brennstoffzellen sind im Wesentlichen Systeme, die während des mikrobiellen Stoffwechsels erzeugte Elektronen ernten und Elektronen zur Stromerzeugung leiten. Theoretisch sind mikrobielle Brennstoffzellen das effektivste Mittel zur Umwandlung chemischer Energie in elektrische Energie, und der maximale Wirkungsgrad liegt wahrscheinlich nahe bei 100%. Gegenwärtig haben Forscher große Fortschritte beim Design und der Verbesserung des Designs mikrobieller Brennstoffzellen erzielt, aber es gibt immer noch viele Schwierigkeiten, die Umstellung der Technologie von Labor- auf industrielle Anwendungen zu realisieren. Die regenerative Brennstoffzelle besteht aus einer Elektrolysezelle und einer Brennstoffzelle. Mit Blick auf die Sonne wird die Sonnenenergie zur Stromerzeugung und zur Elektrolyse von Wasser zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff zur Speicherung verwendet. Wenn die Sonne abgewandt ist, wird die Brennstoffzelle verwendet, um Strom und Wasser zu erzeugen, das recycelt werden kann und den energiespeicher grundsätzlich konstant hält. Regenerative Brennstoffzellen haben eine hohe spezifische Energie und spezifische Leistung, und es gibt keine Selbstentladung im Gebrauch und keine Beschränkung der Entladungstiefe und der Batteriekapazität. Industrieländer wie die Vereinigten Staaten messen der Forschung und Entwicklung der regenerativen Brennstoffzellentechnologie große Bedeutung bei und haben die regenerative Brennstoffzellentechnologie in der Luft- und Raumfahrt angewendet und betrachten die regenerative Brennstoffzellentechnologie als eine der wichtigen Entwicklungsrichtungen des "Weltraums erneuerbar" Energietechnologie "in der Zukunft, aber es gibt immer noch Probleme wie Kosten und weitere Verbesserung der Stabilität der Solarenergienutzung.

Vergleich der Hauptmerkmale von sechs Brennstoffzellen

Brennstoffzellen sind eine der wichtigsten Technologien für die Entwicklung von Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen. Das Herzstück des Brennstoffzellensystems für Kraftfahrzeuge ist der Brennstoffzellenstapel. Der Entwicklungstrend der Brennstoffzellenstapeltechnologie kann anhand von vier Faktoren beurteilt werden: Haltbarkeit, Starttemperatur bei niedrigen Temperaturen, spezifische Nettoleistungsleistung und Herstellungskosten. Die wichtigsten Forschungsschwerpunkte von Brennstoffzellensystemen sind: Verwendung leichter Materialien, Optimierung des Designs, Verbesserung der spezifischen Leistung des Brennstoffzellensystems, Verbesserung der Schnellkaltstartfähigkeit und der dynamischen Reaktionsleistung des Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellensystems sowie Untersuchung des Kraftstoffbehandlung mit Lastfolgefähigkeit. Optimieren Sie das Design der Batterie oder des Superkondensators und des Wasserstoffspeichers, verbessern Sie die Effizienz und die maximale Rasierfähigkeit des Systems und gewinnen Sie die Bremsenergie zurück.

Die Forschung an Brennstoffzellenstapeln arbeitet derzeit an hoher Leistung, hohem Wirkungsgrad und höherer Haltbarkeit. Das US Freedom CAR-Programm verlangt, dass die Haltbarkeit des Brennstoffzellenstapels 5000 Stunden überschreitet, bei -30 ° C, 30 Sekunden vom Start bis zur Leistung von 50% Nennleistung gestartet werden kann, die spezifische Nettoleistung 2,5 kW / l beträgt und die Herstellungskosten geringer sind als 30 US-Dollar / kW. Kostensenkung ist auch das Ziel der Brennstoffzellenstapelforschung. Effektive Mittel zur Kostenkontrolle sind die Reduzierung der Materialkosten für Elektrokatalysatoren, Elektrolytmembranen, Bipolarplatten usw. und die Reduzierung der Verarbeitungskosten für die Herstellung von Membranelektroden, die Bipolarplattenverarbeitung und die Systemmontage. Wie der Materialpreis mit der Systemleistung in Einklang gebracht werden kann, erfordert jedoch ständige Forschung. Am Beispiel eines Elektrokatalysators kann das Nicht-Platin-Katalysatorsystem die Kosten senken, aber seine Leistung entspricht bei weitem nicht den Anforderungen des Fahrzeugbrennstoffzellensystems. Forscher haben hart gearbeitet , um die Menge an Platin zu reduzieren , verwendet, sondern auch bei hohen Belastungen in den Membran - Elektroden, wie beispielsweise Pt - Beladung von 1 mg / cm ², seine Leistung kann die Nachfrage nach Kraftfahrzeuge nicht erfüllen. Die Katalysatorforschung sollte sich darauf konzentrieren, wie die Wirkstoffe des Elektrokatalysators effektiver eingesetzt werden können, um den Wirkstoff für lange Zeit in einem hochaktiven Zustand zu halten und die Lebensdauer des Katalysators zu verlängern.

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