양성자 교환막 연료 전지 발전 과정은 수소산소 연소, 에너지 변환율이 높고, 발전 과정이 오염되지 않고, 발전 단위의 모듈화, 신뢰성이 높고, 조립유지보수가 편리하며, 작업 시 소음이 없다. 따라서 양성자 교환막 연료 전지는 깨끗하고 효율적인 녹색 전원입니다. 연료 전지 내부에서 양성자 교환막은 양성자의 이동과 수송을 위한 통로를 제공하여 양성자가 양극에서 막을 통해 음극에 도달하여 외부 회로의 전자전송과 회로를 형성하여 외부에 전류를 공급할 수 있게 한다. 따라서 양성자 교환막의 성능은 연료 전지의 성능에 매우 중요한 역할을 하며, 그 성능은 배터리의 수명에 직접적인 영향을 미칩니다.

작동 원리

원칙적으로 양성자 교환막 연료 전지는 전해수의' 반전' 장치와 맞먹는다. 그것의 단일 배터리는 양극, 음극 및 촉매제 코팅이 있는 양성자 교환막으로 구성되어 있다. 양극은 수소 연료가 산화되는 곳이고 음극은 산화제가 복원된 곳이다. 양극에는 전극 전기화학반응을 가속화하는 촉매제가 함유되어 있고, 양성자 교환막은 전해질이다. 작동 시 DC 전원 공급 장치 1 개, 양극은 음의 전원 공급 장치, 음극은 양수 전원 공급 장치에 해당합니다. 그 작동 원리는 그림과 비디오에 나와 있다.

수소는 음의 전극으로 직접 수송되고 산소는 직접 양전극으로 운반된다. 수소는 분자 형태로 음의 전극으로 전달되고 촉매제의 존재 하에서 H+ 이온 (양성자) 으로 분해된다. 외부 회로를 통해 전송되는 수소 원자의 전자 (e-) 는 작업에 사용되는 전기를 생성합니다. 그런 다음 이 같은 전자들은 양극으로 보내져 막을 통해 돌아오는 H+ 이온이 촉매제의 존재 하에서 양극과 산소에 화학반응을 일으켜 물과 열을 발생시킨다.

연료 전지 더미

단일 연료 전지 자체는 전동력이 1V 보다 작기 때문에 쓸모가 없다. 자동차에 사용된 연료 전지는 보통 수백 개의 연료 전지로 하나의 연료 전지 더미로 결합되어 있다. 이 레이아웃에서 연료 전지는 직렬로 연결되어 있으며, 이 배터리 더미의 총 전압은 각 개별 배터리의 전압을 합한 것이다. 배터리 팩의 연료 전지는 처음부터 끝까지 연결되어 있으며, 자동차의 연료 전지 그룹에는 약 400 개의 배터리가 포함되어 있습니다.

연료 전지 스택의 총 전압은 배터리 더미를 구성하는 배터리의 수에 의해 결정된다. 그러나 배터리 팩의 발전 능력은 전극의 표면적에 의해 결정된다. 연료 전지 스택의 출력 전력은 전압과 전류와 관련이 있기 때문에 배터리 수를 늘리거나 배터리 표면적을 늘리면 출력 전력을 높일 수 있다. 일부 연료 전지 차량은 차량에 필요한 출력 전력과 공간 제한에 따라 여러 배터리 팩을 사용합니다.

메탄올 연료 전지

수소가 연료 전지의 연료로 사용될 때, 수소를 저장하는 데 필요한 고압 에어병의 비용과 안전성은 모두 이상적이지 않다. 따라서 또 다른 향상된 PEM 연료 전지 방법은 그림과 같이 수소 대신 액체 메탄올을 사용하는 것입니다.

메탄올을 만드는 가장 일반적인 방법은 천연가스로 메탄올을 합성하는 것이고, 메탄올의 화학식은 CH3OH 이다. 그것은 기체 수소보다 에너지 밀도가 더 높다. 실온에서 액체 형태로 존재하기 때문에 압축기나 기타 고압 설비를 사용할 필요가 없기 때문이다. 고압 가스 대신 액체 연료로 연료차에 연료를 넣는 것이 더 쉬울 것이다. 마치 연료차에 휘발유를 넣는 것과 비슷하다.

그러나 메탄올 자체는 부식성이 있어 기존 연료 탱크에 저장할 수 없으므로 메탄올을 개별적으로 처리하고 저장하는 특수 장치가 필요합니다. 또한, 메탄올 연료 전지에서 메탄올은 막 장치를 통해 배터리의 성능을 떨어뜨린다. 직접 메탄올 연료 전지의 구조에도 대량의 촉매제가 필요하여 그 비용이 증가하였다.