Oxido-reducere : pila de combustie Pila de combustie Celula de combustibil funcționează pe mecanismul redox pentru a produce energie electrică. Are doi electrozi : un anod oxidant și un catod reducător, separați de un electrolit central. Lichid sau solid, materialul conductiv al electrolitului face posibilă controlul trecerii electronilor. Un rezervor alimentează continuu anodul și catodul cu combustibil : în cazul unei pile de combustie cu hidrogen, anodul primește hidrogen și oxigenul catodului, cu alte cuvinte aer. Anodul provoacă oxidarea combustibilului și eliberarea de electroni, care sunt forțați de electrolitul încărca RCA Priza RCA, cunoscută și sub numele de fonograf sau priză cinch, este un tip foarte comun de conexiune electrică. Creat în 1940, se găsește și astăzi în majoritatea caselor. Transmite semnale audio și video. Acronimul RCA înseamnă Radio Corporation of America. Inițial, mufa RCA a fost proiectată pentru a înlocui vechile prize telefonice ale schimburilor telefonice manuale. t cu ioni să treacă printr-un circuit extern. Prin urmare, acest circuit extern oferă un curent electric continuu. Ionii și electronii, adunați în catod, se recombină apoi cu al doilea combustibil, de obicei oxigen. Aceasta este reducerea, generând apă și căldură în plus față de curentul electric. Atâta timp cât este furnizată, bateria funcționează continuu. La anod, avem deci o oxidare electrochimică a hidrogenului : H2 → 2H+ + 2- La catod, se observă reducerea oxigenului : 1⁄2O2 + 2H+ + A 2-a- → H2O Bilanțul general este : H2 + 1/2 O2 → H2O PEMFC-urile utilizează o membrană polimerică. Diferitele tipuri de pile de combustie Pile de combustie cu membrană schimbătoare de protoni (PEMFC) : PEMFC-urile folosesc o membrană polimerică, adesea Nafion®, ca electrolit. Acestea funcționează la temperaturi relativ scăzute (în jur de 80-100 °C) și sunt utilizate în principal în aplicații de transport, cum ar fi mașinile cu hidrogen, datorită pornirii rapide și densității mari de putere. Pile de combustie cu oxid solid (SOFC) : SOFC-urile utilizează un electrolit solid, cum ar fi oxidul de zirconiu stabilizat cu ytriu (YSZ) și funcționează la temperaturi ridicate (aproximativ 600-1000 ° C). Acestea sunt eficiente pentru generarea de energie staționară și cogenerare datorită eficienței lor ridicate și sensibilității scăzute la impuritățile combustibilului. Pile de combustie cu oxid solid la temperaturi ridicate (HT-SOFC) : HT-SOFC sunt o variantă de SOFC care funcționează la temperaturi și mai ridicate (peste 800 ° C). Acestea oferă o eficiență ridicată și pot fi alimentate cu o varietate de combustibili, ceea ce le face o opțiune atractivă pentru aplicațiile staționare care necesită o eficiență ridicată. Pile de combustie cu carbonat topit (FCFC) : MCFC-urile utilizează un electrolit carbonat care este fuzionat la temperaturi ridicate (aproximativ 600-700 ° C). Acestea sunt eficiente pentru cogenerare și pot funcționa cu combustibili care conțin dioxid de carbon, ceea ce le face utile pentru captarea și stocarea CO2. Pile de combustie alcaline (AFC) : CFL-urile utilizează un electrolit alcalin, de obicei o soluție apoasă de potasiu sau hidroxid de sodiu. Acestea sunt eficiente și ieftine, dar necesită catalizatori pe bază de platină și funcționează cel mai bine cu hidrogen pur, ceea ce le limitează aplicațiile. Pile de combustie cu acid fosforic (PAFC) : PAFC-urile utilizează un electrolit de acid fosforic conținut într-o membrană de acid polibenzimidazol. Acestea funcționează la temperaturi relativ ridicate (în jur de 150-220 °C) și sunt adesea utilizate în cogenerarea staționară și în aplicațiile de generare a energiei electrice. Randamente generale Pile de combustie cu membrană schimbătoare de protoni (PEM) : Pilele de combustie PEM sunt printre cele mai frecvent utilizate, în special în aplicații de transport și staționare. Acestea oferă un randament ridicat, de obicei între 40% și 60%. Cu toate acestea, această eficiență poate varia în funcție de factori precum temperatura de funcționare, presiunea hidrogenului și pierderile din sistem. Pile de combustie cu oxid solid (SOFC) : Celulele de combustibil SOFC sunt cunoscute pentru a oferi o eficiență ridicată, de obicei peste 50%. Unele celule de combustibil SOFC avansate pot atinge o eficiență de peste 60%. Acestea sunt adesea utilizate în aplicații staționare, unde eficiența ridicată este esențială. Pile de combustie cu oxid solid la temperaturi ridicate (HT-SOFC) : HT-SOFC funcționează la temperaturi mult mai ridicate decât SOFC-urile convenționale, permițându-le să obțină o eficiență și mai mare, de obicei peste 60%. Aceste pile de combustie sunt utilizate în principal în aplicații staționare și de cogenerare. Pile de combustie cu carbonat topit (FCFC) : Celulele de combustibil MCFC pot atinge o eficiență ridicată, de obicei între 50% și 60%. Acestea sunt adesea utilizate în aplicații de cogenerare în care căldura reziduală poate fi recuperată și utilizată eficient. Aplicații cu pile de combustie Transport curat : Celulele de combustibil pot fi utilizate ca sursă de energie pentru vehiculele cu celule de combustibil (FCV), cum ar fi autoturismele, camioanele, autobuzele și trenurile. PCV-urile folosesc hidrogenul drept combustibil și generează electricitate prin combinarea hidrogenului cu oxigenul din aer. Acestea generează doar apă și căldură ca produse secundare, oferind o alternativă curată la vehiculele cu motor cu ardere internă. Energie staționară : Pilele de combustie pot fi utilizate ca sursă de energie staționară pentru o varietate de aplicații, inclusiv sisteme de rezervă și backup, facilități de telecomunicații, turnuri celulare, stații de bază, sisteme de gestionare a energiei pentru clădiri comerciale și rezidențiale și sisteme de generare distribuită a energiei. Electronice portabile : Celulele de combustibil pot alimenta dispozitive electronice portabile, cum ar fi laptopuri, smartphone-uri, tablete și dispozitive de măsurare a câmpului. Densitatea mare de energie și timpul de funcționare extins le fac o soluție atractivă pentru aplicațiile care necesită putere portabilă, cu durată lungă de viață. Aplicații militare : Celulele de combustibil pot fi utilizate în aplicații militare, cum ar fi drone, vehicule militare, echipamente de supraveghere și comunicații pe teren și sisteme de apărare, oferind energie fiabilă și discretă în medii solicitante. Aplicații spațiale : În industria spațială, celulele de combustibil sunt utilizate pentru alimentarea sateliților, stațiilor spațiale și sondelor spațiale. Eficiența lor ridicată, fiabilitatea și greutatea redusă le fac o sursă de energie atractivă pentru misiunile spațiale pe termen lung. Aplicații industriale : Pile de combustie pot fi utilizate într-o varietate de aplicații industriale, cum ar fi cogenerarea, generarea distribuită de energie, tratarea apelor uzate, generarea de căldură și energie electrică pentru procesele industriale și producția de hidrogen din surse regenerabile. Copyright © 2020-2024 instrumentic.info contact@instrumentic.info Suntem mândri să vă oferim un site fără cookie-uri, fără reclame. Sprijinul dumneavoastră financiar este cel care ne face să mergem mai departe. Clic !
PEMFC-urile utilizează o membrană polimerică. Diferitele tipuri de pile de combustie Pile de combustie cu membrană schimbătoare de protoni (PEMFC) : PEMFC-urile folosesc o membrană polimerică, adesea Nafion®, ca electrolit. Acestea funcționează la temperaturi relativ scăzute (în jur de 80-100 °C) și sunt utilizate în principal în aplicații de transport, cum ar fi mașinile cu hidrogen, datorită pornirii rapide și densității mari de putere. Pile de combustie cu oxid solid (SOFC) : SOFC-urile utilizează un electrolit solid, cum ar fi oxidul de zirconiu stabilizat cu ytriu (YSZ) și funcționează la temperaturi ridicate (aproximativ 600-1000 ° C). Acestea sunt eficiente pentru generarea de energie staționară și cogenerare datorită eficienței lor ridicate și sensibilității scăzute la impuritățile combustibilului. Pile de combustie cu oxid solid la temperaturi ridicate (HT-SOFC) : HT-SOFC sunt o variantă de SOFC care funcționează la temperaturi și mai ridicate (peste 800 ° C). Acestea oferă o eficiență ridicată și pot fi alimentate cu o varietate de combustibili, ceea ce le face o opțiune atractivă pentru aplicațiile staționare care necesită o eficiență ridicată. Pile de combustie cu carbonat topit (FCFC) : MCFC-urile utilizează un electrolit carbonat care este fuzionat la temperaturi ridicate (aproximativ 600-700 ° C). Acestea sunt eficiente pentru cogenerare și pot funcționa cu combustibili care conțin dioxid de carbon, ceea ce le face utile pentru captarea și stocarea CO2. Pile de combustie alcaline (AFC) : CFL-urile utilizează un electrolit alcalin, de obicei o soluție apoasă de potasiu sau hidroxid de sodiu. Acestea sunt eficiente și ieftine, dar necesită catalizatori pe bază de platină și funcționează cel mai bine cu hidrogen pur, ceea ce le limitează aplicațiile. Pile de combustie cu acid fosforic (PAFC) : PAFC-urile utilizează un electrolit de acid fosforic conținut într-o membrană de acid polibenzimidazol. Acestea funcționează la temperaturi relativ ridicate (în jur de 150-220 °C) și sunt adesea utilizate în cogenerarea staționară și în aplicațiile de generare a energiei electrice.
Randamente generale Pile de combustie cu membrană schimbătoare de protoni (PEM) : Pilele de combustie PEM sunt printre cele mai frecvent utilizate, în special în aplicații de transport și staționare. Acestea oferă un randament ridicat, de obicei între 40% și 60%. Cu toate acestea, această eficiență poate varia în funcție de factori precum temperatura de funcționare, presiunea hidrogenului și pierderile din sistem. Pile de combustie cu oxid solid (SOFC) : Celulele de combustibil SOFC sunt cunoscute pentru a oferi o eficiență ridicată, de obicei peste 50%. Unele celule de combustibil SOFC avansate pot atinge o eficiență de peste 60%. Acestea sunt adesea utilizate în aplicații staționare, unde eficiența ridicată este esențială. Pile de combustie cu oxid solid la temperaturi ridicate (HT-SOFC) : HT-SOFC funcționează la temperaturi mult mai ridicate decât SOFC-urile convenționale, permițându-le să obțină o eficiență și mai mare, de obicei peste 60%. Aceste pile de combustie sunt utilizate în principal în aplicații staționare și de cogenerare. Pile de combustie cu carbonat topit (FCFC) : Celulele de combustibil MCFC pot atinge o eficiență ridicată, de obicei între 50% și 60%. Acestea sunt adesea utilizate în aplicații de cogenerare în care căldura reziduală poate fi recuperată și utilizată eficient.
Aplicații cu pile de combustie Transport curat : Celulele de combustibil pot fi utilizate ca sursă de energie pentru vehiculele cu celule de combustibil (FCV), cum ar fi autoturismele, camioanele, autobuzele și trenurile. PCV-urile folosesc hidrogenul drept combustibil și generează electricitate prin combinarea hidrogenului cu oxigenul din aer. Acestea generează doar apă și căldură ca produse secundare, oferind o alternativă curată la vehiculele cu motor cu ardere internă. Energie staționară : Pilele de combustie pot fi utilizate ca sursă de energie staționară pentru o varietate de aplicații, inclusiv sisteme de rezervă și backup, facilități de telecomunicații, turnuri celulare, stații de bază, sisteme de gestionare a energiei pentru clădiri comerciale și rezidențiale și sisteme de generare distribuită a energiei. Electronice portabile : Celulele de combustibil pot alimenta dispozitive electronice portabile, cum ar fi laptopuri, smartphone-uri, tablete și dispozitive de măsurare a câmpului. Densitatea mare de energie și timpul de funcționare extins le fac o soluție atractivă pentru aplicațiile care necesită putere portabilă, cu durată lungă de viață. Aplicații militare : Celulele de combustibil pot fi utilizate în aplicații militare, cum ar fi drone, vehicule militare, echipamente de supraveghere și comunicații pe teren și sisteme de apărare, oferind energie fiabilă și discretă în medii solicitante. Aplicații spațiale : În industria spațială, celulele de combustibil sunt utilizate pentru alimentarea sateliților, stațiilor spațiale și sondelor spațiale. Eficiența lor ridicată, fiabilitatea și greutatea redusă le fac o sursă de energie atractivă pentru misiunile spațiale pe termen lung. Aplicații industriale : Pile de combustie pot fi utilizate într-o varietate de aplicații industriale, cum ar fi cogenerarea, generarea distribuită de energie, tratarea apelor uzate, generarea de căldură și energie electrică pentru procesele industriale și producția de hidrogen din surse regenerabile.