6つの燃料電池の長所と短所

PEMFC、AFC、PAFC、MCFC、SOFC、DMFCの6つの燃料電池を除いて、微生物燃料電池と再生燃料電池があります。微生物燃料電池は、本質的に、微生物の代謝中に生成された電子を収集し、電子を誘導して電気を生成するシステムです。理論的には、微生物燃料電池は化学エネルギーを電気エネルギーに変換する最も効果的な手段であり、最大効率は100％に近い可能性があります。現在、研究者は微生物燃料電池の設計と改良において大きな進歩を遂げていますが、技術の実験室から産業への応用の実現には依然として多くの困難があります。再生燃料電池は、電解槽と燃料電池で構成されています。太陽に直面すると、太陽エネルギーを使用して電気を生成し、水を電気分解して水素と酸素を生成して貯蔵します。太陽が背を向けると、燃料電池を使用して電気を生成し、水を生成します。これはリサイクル可能であり、エネルギー貯蔵を基本的に一定に保ちます。再生燃料電池は、比エネルギーと電力が高く、使用中の自己放電がなく、放電深度やバッテリー容量に制限がありません。米国などの先進国は、再生可能燃料電池技術の研究開発を重視し、航空宇宙分野で再生可能燃料電池技術を応用しており、再生可能燃料電池技術を「宇宙再生可能」の重要な開発方向の一つと捉えています。将来的には「エネルギー技術」となるが、コストや太陽エネルギー利用の安定性のさらなる向上などの問題が残っている。

6つの燃料電池の主な特徴の比較

燃料電池は、燃料電池電気自動車の開発にとって最も重要な技術の1つです。自動車用燃料電池システムの中心は、燃料電池スタックです。燃料電池スタック技術の開発動向は、耐久性、低温始動温度、正味出力比出力、製造コストの4つの要素で判断できます。燃料電池システムの主な研究ホットスポットには、軽量材料の使用、設計の最適化、燃料電池システムの比出力の改善、プロトン交換膜燃料電池システムの高速コールドスタート機能と動的応答性能の改善、および負荷追従機能を備えた燃料処理。バッテリーまたはスーパーキャパシターと水素貯蔵の設計を最適化し、システムの効率とピークシェービング能力を改善し、ブレーキエネルギーを回収します。

燃料電池スタックの研究は、現在、高性能、高効率、高耐久性に向けて取り組んでいます。 US Freedom CARプログラムでは、燃料電池スタックの耐久性が5000hを超え、-30°Cで起動でき、起動から出力50％の定格電力まで30秒、正味出力比出力が2.5kW / L、製造コストが低いことが必要です。 30米ドル/ kW以上。コスト削減も燃料電池スタック研究の目標です。コストを抑える効果的な手段は、電極触媒、電解質膜、双極板などの材料費を削減し、膜電極製造、双極板処理、およびシステムアセンブリの処理コストを削減することです。しかし、材料価格とシステム性能のバランスをとるには、絶え間ない研究が必要です。電極触媒を例にとると、非白金触媒システムはコストを削減する可能性がありますが、その性能は車両の燃料電池システムの要件を満たすにはほど遠いものです。研究者は、白金使用量を削減するために懸命に働いてきたが、それでもこのように1mg / cmの²のPt担持のような膜電極で高い負荷、で、その性能は、車両の電力需要を満たすことができません。触媒の研究は、電極触媒の有効成分をより効果的に使用して、有効成分を長期間高活性状態に保ち、触媒の耐用年数を延ばす方法に焦点を当てる必要があります。

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