Генератор на топливных элементах

Direct Methanol Fuel Cell (DMFC) - SFC Energy

Генератор на топливных элементах

Топливный элемент с прямым использованием метанола (DMFC) представляет собой устройство электрохимического преобразования энергии, которое преобразует химическую энергию жидкого метанола в электрическую энергию напрямую, без каких-либо промежуточных процессов или движущихся частей, что делает его эффективным источником энергии.

В отличие от двигателей внутреннего сгорания, которые сжигают топливо для выработки энергии, топливные элементы с прямым использованием метанола (DMFC) используют полимерную электродную мембрану для преобразования химической энергии в электрическую. Метанольное топливо подается на анодную сторону мембраны, где оно расщепляется на протоны и электроны. Электроны попадают в цепь и создают электрический ток, в то время как протоны проходят через мембрану на катодную сторону топливного элемента. На катодной стороне протоны и кислород образуют углекислый газ и воду.

Технология топливных элементов SFC

Топливный элемент с прямым использованием метанола (DMFC)

Топливный элемент с прямым использованием метанола (DMFC) в последнее время привлекает огромное внимание благодаря своим уникальным качествам – высокой плотности энергии, простоте хранения жидкого топлива, низкой производительности, упрощенной конструкции системы и минимальному назначению. (1) Но что такое DMFC? Мы объясним это и многое другое в следующей статье.

Что такое топливные элементы с прямым метанолом (DMFC)?

Топливный элемент DMFC - это технологическое чудо, которое является легким, мощным и долговечным. Эти топливные элементы основаны на технологии DMFC на жидком топливе, которая использует прямой метанол в качестве топлива для выработки электроэнергии. DMFC являются лидером на рынке систем топливных элементов для автономных и мобильных приложений, таких как критически важные средства связи, информационные технологии, оптоэлектроника, датчики и вспомогательное питание.

Топливный элемент с прямым использованием метанола (DMFC) Принцип работы:

Конструкция DMFC во многом похожа на конструкцию аккумулятора. Он имеет два электрода, разделенных мембраной: анод и катод. При соединении с кислородом топливный элемент на метаноле преобразует топливо (метанол) в энергию, отсюда и название. Единственными побочными продуктами сгорания являются тепло, вода и незначительное количество CO2.

Как вырабатывается энергия с помощью топливных элементов с прямым метанолом (DMFC)?

• Метанол и вода вступают в электрохимическую реакцию (метанол окисляется) на аноде с образованием диоксида углерода, протонов и электронов.
• Протоны генерируются на аноде, проходят через полимерный электролит к катоду, где они вступают в реакцию с кислородом с образованием воды.
• Электроны, созданные на аноде, переносят изменение свободной энергии химической реакции и проходят через внешнюю цепь, где они используются для выработки электроэнергии. (2)

Каковы преимущества DMFC?

Преимущества топливных элементов DMFC в основном сводятся к преимуществам метанола в качестве топлива перед водородом:

• Метанол прост в транспортировке, хранении и использовании

Хранение метанола проще, чем хранение водорода, поскольку для него не требуются высокие давления или низкие температуры.(3) Поскольку метанол, как и бензин, является жидкостью, его легче транспортировать и использовать. Он также дешевле, более доступен из возобновляемых и невозобновляемых источников и легче подключается к активным участкам слоя топливного элемента.

• Топливные элементы с прямым использованием метанола генерируют более чистую энергию

Самое лучшее в этом то, что система топливных элементов может использовать все побочные продукты (кроме CO2) этой реакции. Тепло может использоваться для обогрева и охлаждения помещений. Водяной пар используется в качестве исходного сырья для получения большего количества водорода, в то время как электричество может быть направлено во внешнюю цепь. Сочетание высокой топливной эффективности DMFC и исключительно низких выбросов делает его уникальным в своем классе.

• Повышенная долговечность топливных элементов на прямом метаноле

Топливные элементы с прямым использованием метанола, как и все топливные элементы, не имеют движущихся частей. В результате они не только работают тише, чем двигатели внутреннего сгорания или газовые турбины, но также имеют минимальное механическое трение и незначительный износ. Низкие требования к техническому обслуживанию приводят к сокращению времени простоя и, как следствие, к снижению долгосрочных эксплуатационных расходов.