燃料光宇電池是如何工作的?

燃料光宇電池是如何工作的?

與光宇電池一樣，燃料光宇電池也是能量轉(zhuǎn)換器——它們利用電化學(xué)反應(yīng)將儲(chǔ)存在燃料源中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。與電量固定的光宇電池不同，燃料光宇電池不需要充電，只要燃料持續(xù)供給，它就會(huì)產(chǎn)生電、水和熱。

燃料光宇電池由兩個(gè)電極和一個(gè)電解質(zhì)膜組成。電極分為負(fù)極和正極，將電解質(zhì)膜夾在中間。這個(gè)系統(tǒng)通過(guò)一系列的化學(xué)反應(yīng)，將電子從燃料分子中分離出來(lái)，從而產(chǎn)生能量。燃料光宇電池所使用的燃料通常是氫。氫從一側(cè)被送入正極，而氧從另一側(cè)被送入負(fù)極。在正極，氫燃料分子被分離成質(zhì)子和電子，這些質(zhì)子和電子將以不同的路徑流向負(fù)極。電子通過(guò)電路到達(dá)負(fù)極，并產(chǎn)生電流；質(zhì)子則通過(guò)電解質(zhì)到達(dá)負(fù)極，一旦到達(dá)負(fù)極，氧分子與電子和質(zhì)子反應(yīng)生成水分子。

燃料光宇電池是一種清潔能源，其僅有的副產(chǎn)物是電、熱和水。單用一個(gè)燃料光宇電池只能產(chǎn)生幾瓦的功率；因此，燃料光宇電池可以堆疊在一起，形成一個(gè)燃料光宇電池堆。當(dāng)燃料光宇電池堆疊在一起時(shí)，其輸出功率會(huì)有很大的變化，從幾千瓦到幾兆瓦不等。

燃料光宇電池可以靈活使用多種類型的燃料。雖然氫是最常見(jiàn)的燃料來(lái)源（因此燃料光宇電池俗稱氫燃料光宇電池），但天然氣和氨等富氫燃料也是可行的。

 與內(nèi)燃機(jī)相比，燃料光宇電池的工作方式有所不同。它們將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，然后可用于驅(qū)動(dòng)越來(lái)越多的電氣系統(tǒng)。這種轉(zhuǎn)換比內(nèi)燃機(jī)更有效，因?yàn)槭∪チ顺Ｒ?guī)能量轉(zhuǎn)換器（熱機(jī)）所需的中間熱機(jī)械步驟。當(dāng)所使用的燃料是可再生產(chǎn)生的氫氣時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生最大的加分值，因?yàn)樗�可使污染物和�?duì)氣候造成破壞的氣體排放量都減少到零。這樣，燃料光宇電池具有巨大的潛力，可以成為推進(jìn)和能源系統(tǒng)脫碳的必要技術(shù)組件。低溫質(zhì)子交換膜燃料光宇電池或PEM（有時(shí)稱為聚合物電解質(zhì)膜燃料光宇電池）目前代表著最合適的技術(shù)，用于開(kāi)發(fā)和發(fā)展羅爾斯·羅伊斯動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)品組合。這種低溫燃料光宇電池具有很高的功率密度，即使是很小的單元也可以實(shí)現(xiàn)可觀的輸出。低溫燃料光宇電池的最高工作溫度約為100攝氏度，對(duì)材料和人員的危害最小，而高溫燃料光宇電池則可達(dá)到250攝氏度至1,000攝氏度。與其他類型的PEM相比，PEM具有良好的負(fù)載跟蹤特性，因此它可以在幾秒鐘內(nèi)響應(yīng)電源需求的變化。