Types de piles à combustible
Selon les types d'utilisation d'électrolyte, les piles à combustible peuvent être divisées en plusieurs variétés.
1. pile à combustible alcaline (AFC)
Cette pile à combustible est utilisée comme électrolyte à Koh. La réduction de l'oxygène dans les électrolytes alcalins est plus rapide que la cinétique des électrolytes acides et l'utilisation de catalyseurs électromagnétiques non métalliques rend l'AFC économique. Toutefois, elle ne permet pas la présence d'impuretés acides comme le CO2 dans l'environnement en raison du taux d'émission.
Les systèmes alcalins fonctionnent très bien à température ambiante et ont l'efficacité de tension la plus élevée parmi tous les autres systèmes de carburant. En outre, l'AFC a une longue durée de vie, car il peut s'adapter bien avec de nombreux matériaux.
Les AFC sont des systèmes fiables et sont capables d'atteindre une puissance relativement élevée en petit volume. Les densités de puissance varient entre 100-200 mW/cm². Les coûts sont essayés pour être livrés à la 50/100 $ kW pour le secteur des transports.
2. pile à combustible d'acide phosphorique (PAFC)
Dans cette pile à combustible où l'acide phosphorique est utilisé en électrolytiquement, les combustibles propres relatifs (tels que le gaz naturel, le GPL) ou le gaz de l'aérateur sont nettoyés. Il se concentre sur deux applications les plus proches du marché. Ce sont des centrales électriques et des unités cogenaration. Il est nécessaire d'utiliser un catalyseur électro de soja en métal dans PAFC. Malgré cet inconvénient, l'acide phosphorique fournit une excellente stabilité thermique, chimique et électrochimique comme électrolyte. De plus, les PAFCs sont très avantageuses pour l'utilisation de la chaleur résiduelle.
Les systèmes PAFC sont les systèmes les plus développés dans les applications sur terre. Ils sont principalement utilisés pour produire de l'électricité dans des endroits tels que des appartements, des centres commerciaux, etc. Les PAFCs sont disponibles dans le commerce sous la forme d'un générateur électrique 24 V, de 250 W à 200 kW. Le coût d'investissement est de 287 $/kW dans un système de PKC 200 kW qui utilise le gaz comme combustible.
PAFCs peut fonctionner le mieux à un niveau de sortie fixe. Avec un système hybride, il fonctionne mieux si l'exigence de puissance élevée requise par l'accélération est rencontrée avec d'autres outils. Les plus belles applications de PAFCS seront dans les véhicules lourds ou les locomotives.
3. piles à combustible à oxyde solide (SOFC)
SOFC sont des piles à combustible solide. La plupart des matériaux de cellules se composent de céramique spéciale et de nickel. La température de fonctionnement est d'environ 1000 ºC. Comme le carburant est combiné avec le co, l'hydrogène est utilisé et comme produit de réaction, la vapeur d'eau et le CO2 émergent.
Les SOFC sont des endroits où l'électricité et la chaleur peuvent être utilisées comme unité de cogénération. une turbine à vapeur peut être combinée avec de la vapeur à obtenir, même avec 1000 º C. Ainsi, l'efficacité totale du système peut atteindre jusqu'à 50-55%. les coûts d'investissement actuellement calculés sont de 1 500 $/kW.
4. pile à combustible membranaire de remplacement de proton (PEMFC)
"PEMFC" a été inventé par General Electric au début des années 1960. On l'appelle une pile à combustible électrolytique polymère solide. Dans ce type de piles à combustible, les membranes peuvent être utilisées pour passer des protons (ions hydrogène).
La pile à combustible PEM est composée d'un électrolyte solide avec des protons, tels que les polymères d'acide sulfurique perphorlu, pressés entre deux électrons revêtus de platine. Il crée une colonne de gaz entre l'anode électrolytique et la cathode, permettant le transport des ions d'hydrogène corrects dans la cathode d'anode. Les électrolytes polymères consistent en des conduits de diffusion de gaz trouvés dans les électrodes de gaz. Dans le même temps, ces canaux sont également la tâche de recueillir le courant électrique. La température de fonctionnement du SEMP est à des températures très basses, telles que 80-90 ºC, et les pressions de fonctionnement sont entre 1-8 pressions ATM. Ces types de piles à combustible peuvent fonctionner avec de l'hydrogène et de l'oxygène à un certain taux d'humidité.
Les SEMP ont une densité de puissance élevée de 350 mW/cm² et sont actuellement disponibles dans le commerce dans la gamme de puissance 100-500 W. Les coûts d'investissement varient également de 5000-13000. Avec la baisse des coûts de membrane et de catalyseur et en cas de production en série, ces coûts seront 10-20 plier vers le bas.
L'intensité de puissance élevée, le démarreur rapide et rapide et la puissance variable se conforment au SEMP disponible dans la zone de transport.
5. fusionner la pile à combustible carbonatée (MCFC)
Le MCFC fonctionne à une température de 600-650 ºC et est l'une des batteries de carburant de deuxième génération développées récemment. En Anotta CO2, le produit riche en gaz et la production de H2O est fourni, et le CO2 est envoyé pour être mélangé avec l'air entrant dans le Catota.
En raison de la température de fonctionnement élevée de la MCFC, elle peut être employée pour la chaleur de rebut, la température de processus et les buts cogenaration de valeur. Ses avantages les plus importants sont directement utilisés dans la cellule dans la chambre d'anode pour la conversion de sa propre chaleur résiduelle de la désulfuration à Hydrojene. Le coût d'investissement ciblé pour MCFC est à un niveau de 1000 $/kW.