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燃料电池 - 控制未来的能量

创造电力水

燃料电池被誉为未来的能源; 他们可以通过重新组合氢气和氧气来提供无污染的电力供应来创造电力和水。 这种化学反应非常简单,但是创造一种可靠,高效和安全的能源需要相当多的专业知识,特别是在控制这项激动人心的技术所涉及的流体和气体方面。

Bürkert的Fluid&Micro现场部门经理Tony Brennan更详细地研究了该过程,开发该技术并使其更广泛地可用。

自1839以来,燃料电池技术一直存在,当时首先通过氢和氧的结合产生电化学能,水是唯一的副产物。 从那以后,这个想法已经找到了一些利基应用(一个空间探索),但还没有大规模商业化。 然而,近年来市场已经采用了几种不同的设计,制造商正在努力满足对潜在“绿色能源”的需求。

掌握基础知识

燃料电池基本上将电化学能转化为电能,热能和水。 他们为热电联产(CHP)项目提出了非常好的建议; 但是,也可以按比例缩小以用于移动应用程序。 每个电池包含两个电极,阳极和阴极,以及连接两者的电解质。

将气态氢气供入阳极,同时将氧气供给阴极。 氢燃料穿过电解质,引起正电荷和负电荷,从而产生电流。 当它与氧气结合时,会形成水,需要将其排干。

作为燃料,需要补充氢气,并且有几种方法可以实现这一点。 与电解质的类型一起,这两种变化规定了五种主要类型的燃料电池之间的差异。 每一个都有它的优势和挑战,但所有这些都需要高度的控制基础设施,以使它们能够高效可靠地运行。

重新结合氢气 燃料电池被誉为未来的能源; 通过重新组合氢气和氧气来产生电力和水,从而提供无污染的电力供应。

气体控制

精确的气体控制对于燃料电池适应负载变化至关重要,这取决于对氢气源的理解以及具有适当校准的测量系统。 使用富氢气体运行的燃料电池需要具有非氢成分的受控出口,否则将停止产生电力。

某些类型的燃料电池需要氧气和氢气以使蒸汽与它们混合以保持质子交换膜湿润。 所需的蒸汽量取决于燃料电池的温度和负载,这也影响氢气和氧气的流速。

在使用加压气体操作的系统中,必须小心控制这些压力以防止损坏燃料电池的内部结构。 根据燃料类型和燃料电池的尺寸,可以使用各种比例电磁阀,压力传感器和控制阀来调节和维持燃料电池内所需的压力。

燃料电池技术 燃料电池被誉为未来的能源; 通过重新组合氢气和氧气来产生电力和水,从而提供无污染的电力供应。

流体控制

加湿气体所需的蒸汽发生过程需要一个用于超纯水的控制回路以及一个用于冷凝水的排水阀。 如果没有这个,燃料电池将充满水并最终变得不可操作。 在某些情况下,氢气可以通过水淬火而不是与蒸汽混合。 在这种情况下,还必须小心控制水位。

此外,还需要排出由电化学反应产生的水。 所有这些情况下的主要挑战是超纯水的腐蚀性,这意味着必须仔细考虑阀门部件和密封件的材料规格。

燃料电池发展

已经建立了一些燃料电池的大规模和专业应用,并且该技术正在稳步前进。 现在的重点是较小的移动安排,以及氢燃料站网络的建立和维护它的后勤保障。

大部分研究都是在试验台模型上进行的,其中可以重建实际应用的化学和物理环境以及操作条件。 这项工作需要对液体和气体进行相同级别的控制,以及记录所有相关数据以进行分析的能力。 事实上,可以说,在现实世界的应用中,控制水平应该更广泛。

为了创建气体混合和计量装置,流量控制和测量设备以及额外的安全切断阀,Bürkert利用数十年的经验和专业知识。 对于那些开发大型和小型氢燃料电池技术的人来说,能够准确可靠地控制和监控过程中的所有参数肯定有助于实现我们正在寻找的清洁能源解决方案。

科斯蒂·安德森
宝得流体控制系统
流体控制中心,1桥尾,切尔滕纳姆,格洛斯特郡,GL7 1QY,英国
电话:+ 44(0)1285 648761传真:+ 44(0)1285 648721
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宝得流体控制系统

工艺设备的制造。 为数不多的为整个控制回路提供解决方案的制造商之一。

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