什么是燃料电池?
燃料电池不是新的。实际上,第一个提及氢燃料电池的引用于1838年在12月的发行The London and Edinburgh Philosophical Magazine and Journal of Science。大约200年后,世界将燃料电池视为释放碳中和未来的关键技术。
这是他们的工作,他们的工作方式以及康明斯正在投资的两种燃料电池类型。
什么是简单的燃料电池?
像电池一样,燃料电池是能量转换器 - 它们使用电化学反应将存储在燃料源中的化学能并转换为电能。与包含固定能源的电池不同,燃料电池不需要充电。只要燃料连续提供给燃料电池,就会产生电力,水和热量。
燃料电池如何工作?
燃料电池由两个电极和一个电解质膜组成。电极称为阴极和阳极,它们将电解质膜夹在它们之间。在该系统中,发生了一系列化学反应,将电子与燃料分子分开以产生能量。
燃料通常是氢,一侧被送入阳极,而氧气则被送入另一侧的阴极。在阳极,将氢燃料分子分成质子和电子,这些质子和电子将向阴极传播不同的路径。电子通过电路,产生电流。质子通过电解质传输到阴极。一旦在阴极,氧分子与电子和质子产生水分子反应。
A fuel cell is a clean energy source with the only byproducts being electricity (power), heat and water. A single fuel cell alone only produces a few watts of power; therefore, several fuel cells can be stacked together to create a fuel cell stack. When combined in stacks, the fuel cells’ output can vary greatly, from just a few kilowatts of power to multi-megawatt installations.
燃料电池中可以使用哪些燃料?
燃料电池在可以使用的燃料类型方面具有灵活性。虽然氢是燃料电池最常见的燃料来源(因此是普通名称,氢燃料电池),但富含氢的燃料(例如天然气和氨)也是可行的燃料来源。
氢:当使用可再生电力(例如太阳能,风能和水力发电)生产时,氢完全脱碳并产生零排放。氢燃料电池(即由氢气燃料的燃料电池)产生功率,热量和水,并没有将二氧化碳或其他污染物释放到空气中。
天然气:As widespread production of green hydrogen is still in progress, natural gas is currently the most-used fuel to power fuel cells. In this case the fuel cells are not completely emission-free, but they do offer significantly lower emissions than other fuels, like oil and coal.
Ammonia:氨在农业中最常用作肥料。但是,近年来,几家公司一直在努力发展绿色氨。Green ammonia is made with hydrogen that comes from water electrolysis powered by alternative energy, making it another option for a low-carbon fuel.
康明斯投资哪种类型的燃料电池?
There are six types of fuel cells that are under development, each primarily classified by the kind of electrolyte they employ. Each type of fuel cell has its own advantages, limitations and potential applications. Out of the six, Cummins has recognized the potential in two types of fuel cells – proton exchange membrane fuel cells and固体氧化物燃料电池- 并投资了其技术及其应用的进步。
质子交换膜(PEM)燃料电池:这种类型的燃料电池也称为聚合物电解质膜燃料电池,使用聚合物电解质,并在较低的温度下运行约80摄氏度。PPEM燃料电池更适合移动和备份功率应用,因为它们的高功率密度和快速的起动功能。
固体氧化物燃料电池(SOFC):SOFC使用坚硬的非孔陶瓷化合物作为电解质,并在高温下(高达1,000摄氏度)运行。这种类型的燃料电池最适合固定应用,因为它高效且燃料柔性。此外,可以利用并重新利用废热来提高整体系统效率。
为什么要投资燃料电池?
我们已经在PEM电解器中的领导者通过电解产生绿色氢,我们正在努力使绿色氢更容易在燃料电池中使用。康明斯被授予美国能源部授予SOFCS的进步并已经看到我们的燃料电池成功支持电池电动汽车的运行。
燃料电池可能早于康明斯的开始,但是我们没有浪费时间发现如何推进其技术以创造零排放的未来。