Поддержка Queneng

В последние одно или два десятилетия Соединенные Штаты уделяли особое внимание исследованиям и разработкам топливных элементов, в то время как Япония энергично проводила технологическое развитие, основанное на внедрении американских технологий. Причина, по которой топливные элементы привлекли внимание некоторых развитых стран, заключается в основном в том, что они имеют следующие преимущества:
1) Высокая эффективность. Поскольку химическая энергия топлива напрямую преобразуется в электрическую энергию без теплового преобразования энергии в середине, эффективность преобразования не ограничивается термодинамическим циклом Карно; поскольку нет преобразования механической энергии, можно избежать потерь механической передачи, а эффективность преобразования не зависит от размера выработки электроэнергии. И изменение, поэтому топливный элемент имеет более высокую эффективность преобразования;
2) Низкий уровень шума и низкий уровень загрязнения. В процессе преобразования химической энергии в электрическую топливный элемент не имеет механических движущихся частей, но система управления имеет некоторые небольшие движущиеся части, поэтому он малошумный. Кроме того, топливные элементы являются источниками энергии с низким уровнем загрязнения. Взяв в качестве примера фосфорнокислотные топливные элементы, то выбросы оксидов серы и соединений азота, которые они производят, на два порядка ниже, чем установлено в США;
3) Высокая адаптивность. Топливные элементы могут использовать различные виды водородсодержащего топлива, такие как метан, метанол, этанол, биогаз, нефтяной газ, природный газ и синтетический газ и т. д. Окислителем является неисчерпаемый воздух. Топливные элементы могут быть изготовлены из стандартных компонентов с определенной мощностью (например, 40 киловатт), собраны в различные мощности и типы в соответствии с потребностями пользователя и установлены в наиболее удобном для пользователя месте. При необходимости его также можно установить в большую электростанцию ​​и использовать в сочетании с обычной системой электроснабжения, что поможет регулировать нагрузку мощности;
4) Короткий период строительства и простота обслуживания. После того, как будет налажено промышленное производство топливных элементов, различные стандартные компоненты устройств для генерации электроэнергии могут непрерывно производиться на заводах. Его легко транспортировать и можно собирать на месте на электростанции. Некоторые считают, что обслуживание, необходимое для 40-киловаттного фосфорно-кислотного топливного элемента, составляет всего 25% от обслуживания дизельного генератора той же мощности.
Поскольку топливные элементы имеют множество преимуществ, и США, и Япония придают большое значение их развитию.

Топливный элемент — это электрохимическая система, которая преобразует химическую энергию непосредственно в электрическую.
Наиболее распространенный метод классификации — по типу электролита. Исходя из этого, топливные элементы можно разделить на щелочные топливные элементы, которые обычно используют гидроксид калия в качестве электролита; фосфорно-кислотные топливные элементы, которые используют концентрированную фосфорную кислоту в качестве электролита; топливные элементы с протонообменной мембраной, которые используют концентрированную фосфорную кислоту в качестве электролита. В качестве электролита используется полностью фторированная или частично фторированная сульфоновая кислотная протонообменная мембрана; топливный элемент с расплавленным карбонатом использует расплавленный литий-калий карбонат или литий-натрий карбонат в качестве электролита; твердооксидный топливный элемент. Твердые оксиды используются в качестве проводников ионов кислорода, такие как пленки оксида циркония, стабилизированные иттрием, в качестве электролитов. Батареи иногда классифицируют в соответствии с температурой батареи и делят на низкотемпературные топливные элементы (рабочая температура ниже 100 °C), включая щелочные топливные элементы и топливные элементы с протонообменной мембраной; Среднетемпературные топливные элементы (рабочая температура от 100 до 300 °C), включая щелочные топливные элементы типа Бэкона и топливные элементы на основе фосфорной кислоты; высокотемпературные топливные элементы (рабочая температура от 600 до 1000 °C), включая топливные элементы на основе расплавленного карбоната и твердооксидные топливные элементы.

Выходная мощность батареи относится к способности выдавать энергию за единицу времени. Она рассчитывается на основе тока разряда I и напряжения разряда, P=U*I, а единица измерения — ватты.
Чем меньше внутреннее сопротивление батареи, тем выше выходная мощность. Внутреннее сопротивление батареи должно быть меньше внутреннего сопротивления электроприбора. В противном случае мощность, потребляемая самой батареей, будет больше мощности, потребляемой электроприбором, что неэкономично и может повредить батарею.