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Wasserstoffenergie, die in elektrischer Energie verwendet wird Aug 27, 2021

Die Wasserstoffenergie ist hauptsächlich angewendet Wasserstoff-Brennstoffzellen für Fahrzeuge, dezentrale Brennstoffzellen-Kraftwerke und ortsfeste Kraftwerke. Die Stromerzeugung aus Wasserstoff kann verwendet werden, um die Probleme des Spitzenabbaus und der Talfüllung des Stromnetzes, des stabilen Netzanschlusses neuer Energiequellen und der Verbesserung der Stabilität des Netzanschlusses von Strom aus erneuerbaren Energiequellen, der Sicherheit und Flexibilität der Energiesystem und reduzieren die CO2-Emissionen deutlich. Gegenwärtig werden hauptsächlich Wasserstoff-Brennstoffzellen-Energieerzeugungstechnologien und neue Energiekopplungs-Energieerzeugungstechnologien verwendet. Brennstoffzellen-Stromerzeugungstechnologie kann den Einsatz von Kohle reduzieren und CO2-Emissionen und die Effizienz der Stromerzeugung sind hoch.

Nach verschiedenen Elektrolyttypen können Brennstoffzellen in Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle (PEMFC), Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC), Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle (MCFC), Alkalische Brennstoffzelle (AFC), Phosphorsäure-Brennstoffzelle (PAFC) unterteilt werden ) etc. Der aktuelle Fokus liegt auf der PEMFC-Technologie und der SOFC-Technologie. PEMFC-Betrieb kann bei niedrigen temperaturen betrieben werden, fang schnell an und ist für den Transportbereich geeignet. Die SOFC-Energieumwandlungsrate ist hoch, alles Festkörper, ist ein sauberes und effizientes Stromerzeugungsgerät, das im Allgemeinen für große zentralisierte Stromversorgung und dezentrale Stromerzeugung als festes Kraftwerk verwendet wird. Inländische Wissenschaftler schlugen 2020 ein neues Stromerzeugungssystem mit SOFC-Brennstoffzellen vor. Durch effiziente Wasserstofferzeugung und Abwärmekaskadennutzung kann der Wirkungsgrad der Stromerzeugung des Systems 61,2 % erreichen. Die Natur der Brennstoffzellen-Stromerzeugung ist die REDOX-Reaktion. Nehmen wir PEMFC als Beispiel. Sein Aufbau ist wie folgt dargestellt, bestehend aus Anoden- und Kathodenströmungskanal, Gasdiffusionsschicht, Protonenaustauschmembran, Katalysator und Elektrode.

Brennstoffzelle mit Protonenaustauschmembran

(1) Wasserstoff tritt in den Anodenströmungskanal ein und Wasserstoff wird unter der Wirkung des Katalysators in Wasserstoffprotonen und -elektronen zerlegt

(2) Die Elektronen bilden einen Strom durch den externen Stromkreis und versorgen die Last über die Elektrode;

(3) Wasserstoffprotonen treten durch die Protonenaustauschmembran in den Elektrolyten ein und erreichen dann die Kathode und reagieren mit Sauerstoff, der durch die Kathodendiffusionsschicht strömt, um Wasser zu erzeugen, begleitet von einer Wärmeerzeugung;

(4) Die meisten Reaktanten von der Kathode werden mit Luft ausgetragen, und ein kleiner Teil wird durch die Austauschmembran zur Anode diffundiert. Daher ist Wasser die einzige Emission einer Brennstoffzelle.

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