Компоненти на системот за водородни горивни ќелии

За да се одржи нормалното функционирање на реакторот, на системот за водородни горивни ќелии му е потребна и соработка на системот за снабдување со водород, системот за управување со вода, системот за воздух и другите надворешни помошни потсистеми. Соодветните компоненти на системот вклучуваат циркулациона пумпа за водород, шише со водород, овлажнител и компресор за воздух. Горивните ќелии произведуваат многу вода кога се во функција. Премногу ниската содржина на вода ќе предизвика феномен наречен „сув филм“, кој го спречува преносот на протон. Прекумерната содржина на вода може да резултира со „засипување на вода“, што ја попречува дифузијата на гасот во порозниот медиум, што резултира со низок излезен напон на реакторот. Акумулацијата на нечистотен гас (N2) што продира од страната на катодата до анодата го попречува контактот помеѓу водородот и слојот на катализаторот, што резултира со локално „водородно гладување“ и хемиска корозија. Затоа, рамнотежата на водата е од големо значење за животниот век на реакторот на PEM водородните горивни ќелии. Решението е да се воведе опрема за циркулација на водород (циркулациона пумпа, инјектор) во реакторот за да се постигне прочистување на гасот, повторна употреба на водород, навлажнување на водород и други функции.

Циркулационата пумпа на водород може да го контролира протокот на водород во реално време според работните услови и да ја подобри ефикасноста на искористување на водородот. Сепак, „кршливоста на водород“ е лесно да се појави во околината која вклучува водород и валкање. Феноменот на замрзнување при ниска температура може да предизвика системот да не работи нормално. Затоа, циркулационата пумпа на водород треба да има силна водоотпорност, стабилен излезен притисок и перформанси без масло, што е тешко да се подготви и скапо за производство. Затоа, развиени се шемите на единечен ејектор и двоен ејектор. Првото не е лесно да се одржи стабилноста на работниот тек при големо/ниско оптоварување, старт-стоп на системот, променливо оптоварување на системот и други работни услови, додека вториот може да се прилагоди на различни работни услови, но има сложена структура и тешка контрола [18]. Исто така, постојат некои ејектор и циркулациона пумпа на водород паралелно, шемата на ејектор плус бајпас на водородна циркулациона пумпа, исто така има посебни предности и недостатоци. Во 2010 година, американската технолошка консултантска компанија предложи дизајн на систем за циклус на водород, кој го користи вратениот издувен гас за да го навлажнува вбризгуваниот водород (без аноден навлажнувач), што ја претставува насоката на развој на идната опрема за циклус на водород.

Воздушниот компресор во системот на водородните горивни ќелии може да обезбеди оксидатор (воздух) што одговара на густината на моќноста на реакторот. Ги има предностите на соодносот на висок притисок, мал волумен, низок шум, голема моќност, без масло и компактна структура. Вообичаениот воздушен компресор со горивни ќелии на одборот има типови центрифугални, завртки, лизгачки и така натаму. Во моментов, компресорите за воздух со завртки се широко користени, но центрифугалните воздушни компресори имаат повеќе изгледи за примена поради нивната добра херметичка, компактна структура, мали вибрации и висока ефикасност на конверзија на енергија. Во клучните компоненти на воздух компресор, лого, мотор е тесно грло технологија, ниска цена, отпорност на триење слој материјал е исто така во фокусот на развојот. General Electric, United Technologies, Prager Energy, Xcellsis од Германија, Ballard Power Systems од Канада и Toyota Motor Corporation од Јапонија, сите имаат комерцијални производни линии за воздушни компресори.