Kovový hydridový palivový článek - Metal hydride fuel cell

Kovové hydridové palivové články jsou podtřídou alkalické palivové články které byly pod výzkum a vývoj,[1][2][3][4][5] stejně jako úspěšně rozšířen v operačních systémech.[6][7] Pozoruhodnou vlastností je jejich schopnost chemicky spojit a skladovat vodík v samotném palivovém článku.

Zásobník palivových článků na kov s hydridem 1,5 kW

Vlastnosti

Kovové hydridové palivové články prokázaly následující vlastnosti:[8][9][10]

  • Možnost dobíjení elektrická energie (podobný NiMH baterie )
  • Provoz při nízkých teplotách (do -20 ° C)
  • Rychlé vlastnosti „studeného startu“
  • Schopnost pracovat po omezenou dobu bez externích zařízení vodík zdroj paliva, umožňující „výměnu za tepla“ palivových kanystrů

Výkon

Elektroda aktivní oblasti palivových článků s hydridem kovů byly zvětšeny ze 60 cm2 do 250 cm2, což umožňuje škálování systémů až na 500 Wattů.[11] Rozšíření aktivních oblastí elektrod také poskytlo možnosti pro vývoj zásobníků palivových článků s vyšším výkonem, každý s výkonem 1 500 W.[6] Kovové hydridové palivové články dosáhly a proudová hustota 250 mA / cm2.[12] Aby se otestovala životnost, komíny palivových článků byly úspěšně provozovány po dobu více než 7000 hodin.[12]

Operační systémy a aplikace

Systém palivových článků s kovovým hydridem o výkonu 1,0 kW

Během dřívějších fází vývoje produktu bylo kladeno důraz na jednotlivé palivové články a komíny palivových článků složené z více článků. Cílové aplikace zahrnovaly kritický záložní výkon pro vojenské a komerční aplikace.[13] Další fází bylo navrhnout a postavit kompletní systémy palivových článků, které by mohly být odvezeny mimo laboratoř. Počáteční laboratorní demonstrační systémy s výkonem 50 W byly integrovány do 50 W přenosných systémů s robustnějším obalem a propojením.[12] Další vývoj jak v palivových článcích, tak v integraci systému umožnil systém 1,0 kW, doplněný o střídač a na palubě skladování vodíku pomocí kanystrů na uchovávání hydridů kovů, které mají být provozovány a předvedeny na veřejnosti.[6][14] Byl sledován další vývoj v systémech palivových článků s hydridem kovů pro potřeby polních sil vojáků, což vedlo k vytvoření prototypu systému splňujícího požadavky na nasazení.[15] Spolu s vývojem produktu se také zaměřilo na vývoj schopností pro výrobu a testování.[16] Byly integrovány systémy palivových článků s hydridem kovů mikrosíť systémy na vojenské základny pro testování a hodnocení.[17] Navzdory výzvám[18] armáda udržuje aktivní zájem o palivové články pro širokou škálu aplikací, včetně bezpilotní prostředky, autonomní podvodní vozidlo, lehká povinnost kamiony, autobusy, a nositelná technologie systémy.[19][20][21][22] Vývoj systémů palivových článků s hydridy kovů pokračuje pro vojenské aplikace, s integrovanou generací vodíku a palivovými články do 5,0 kW.[23][24]

Viz také

Reference

  1. ^ Chartouni, D .; Kuriyama, N .; Kiyobayashi, T .; Chen, J. (01.09.2002). "Palivový článek s hydridem kovu s vnitřní kapacitou". International Journal of Hydrogen Energy. 27 (9): 945–952. doi:10.1016 / S0360-3199 (01) 00186-0. ISSN  0360-3199.
  2. ^ Wang, Chunsheng; Appleby, A. John; Cocke, David L. (2004). "Alkalický palivový článek s akumulací vnitřní energie". Journal of the Electrochemical Society. 151 (2): A260. Bibcode:2004JElS..151A.260W. doi:10.1149/1.1640627.
  3. ^ Wang, X.H .; Chen, Y .; Pan, H.G .; Xu, R.G .; Li, S.Q .; L.X., Chen; Chen, C.P .; Wang, Q.D. (20. prosince 1999). "Elektrochemické vlastnosti Ml (NiCoMnCu) 5 použitého jako anoda alkalického palivového článku". Journal of Alloys and Compounds. 293-295: 833–837. doi:10.1016 / S0925-8388 (99) 00367-9.
  4. ^ Tanaka, H .; Kaneki, N .; Hara, H .; Shimada, K .; Takeuchi, T. (duben 1986). „Porézní anoda systému La-Ni v alkalickém palivovém článku“. Canadian Journal of Chemical Engineering. 64 (2): 267–271. doi:10,1002 / cjce.5450640216.
  5. ^ Lee, S .; Kim, J .; Lee, H .; Lee, P .; Lee, J. (29. března 2002). „Charakterizace alkalického palivového článku, který používá slitiny pro skladování vodíku“. Journal of the Electrochemical Society. 149 (5): A603. Bibcode:2002JElS..149A.603L. doi:10.1149/1.1467365.
  6. ^ A b C Fok, Kevin; Angličtina, Nathan; Privette, Robert; Wang, Hong; Wong, Diana; Lowe, Timothy; Madden, Paul (říjen 2008). „Zapnutí palivových článků s hydridem kovů pro vojenské aplikace“. Seminář a výstava palivových článků 2008. Citováno 22. března 2020.
  7. ^ Lototskyy, Mykhaylo; Tolj, Ivan; Pickering, Lydia; Sita, Cordellia; Barbir, Frano; Yartys, Volodymyr (únor 2017). „Využití hydridů kovů v aplikacích s palivovými články“. Pokrok v přírodních vědách: Materials International. 27 (1): 3–20. doi:10.1016 / j.pnsc.2017.01.008.
  8. ^ Ovshinsky, Stanford; Fok, Kevin; Venkatesan, Srinivasan; Corrigan, Dennis (2. – 4. Května 2005). „Metal hydridové palivové články pro aplikace UPS a nouzové napájení“. BATTCON 2005 Mezinárodní konference a veletrh baterií.
  9. ^ Schwartz, Brian; Fritzsche, Hellmut (28. února 2009). Věda a technologie amerického génia: Stanford R. Ovshinsky. World Scientific Pub Co Inc. ISBN  978-9812818393.
  10. ^ Encyklopedie elektrochemických zdrojů energie. Garche, Jürgen., Dyer, Chris K. Amsterdam: Academic Press. 2009. ISBN  9780444527455. OCLC  656362152.CS1 maint: ostatní (odkaz)
  11. ^ Fok, Kevin (4. prosince 2006). „Metal hydridové palivové články, nový a praktický přístup pro záložní a nouzové energetické aplikace“. INTELEC 06 - Dvacátá osmá mezinárodní konference o telekomunikační energii: 1–6. doi:10.1109 / INTLEC.2006.251656. ISBN  1-4244-0430-4. S2CID  43062441.
  12. ^ A b C Fok, Kevin (květen 2007). „Nedávné pokroky v technologii palivových článků s hydridem kovů pro aplikace UPS / nouzové napájení“. Konference o stacionárních bateriích Battcon. Citováno 22. března 2020.
  13. ^ Materiály pro palivové články. Gasik, Michael, 1962-, Institute of Materials, Minerals, and Mining. Boca Raton: CRC Press. 2008. ISBN  978-1-84569-483-8. OCLC  424570885.CS1 maint: ostatní (odkaz)
  14. ^ Godula-Jopek, Agata; Jehle, Walter; Wellnitz, Jorg (listopad 2012). Technologie skladování vodíku: nové materiály, doprava a infrastruktura. Wiley ‐ VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. doi:10.1002/9783527649921. ISBN  9783527649921.
  15. ^ Lowe, T. D. (2008). „Konfigurace mobilních palivových článků pro americkou armádu“. Ohio Fuel Cell Symposium 2008.
  16. ^ Energy Technologies, Inc. (17. prosince 2009). „Energetické technologie získaly třetí Ohio Third Frontier Fuel Cell Grant pro pokročilý výzkum, vývoj a komercializaci“. Energy Technologies, Inc.. Citováno 2020-06-14.
  17. ^ Madden, P. D. (23. března 2016). „Modulární, škálovatelná a mikro rozvodná síť zahrnující tradiční a obnovitelné energetické systémy“. Globální summit Microgrid 2016.
  18. ^ „Palivové články neuspějí s armádou“. www.nationaldefensemagazine.org. Citováno 2020-03-24.
  19. ^ „4 způsoby, jak palivové články posilují americkou armádu“. Energie.gov. Citováno 2020-03-24.
  20. ^ „Chevrolet Silverado ZH2 je těžký nákladní vůz poháněný palivovými články“. Automobil. 2018-11-07. Citováno 2020-03-25.
  21. ^ Judson, Jen (08.08.2017). „Technologie vodíkových palivových článků by mohla armádním vozidlům utajit. Zprávy o obraně. Citováno 2020-03-25.
  22. ^ „Letectvo demonstrující vodík jako alternativní zdroj paliva“. Americké letectvo. Citováno 2020-03-25.
  23. ^ „Energy Technologies Inc. - vodík na místě“. www.onsitehydrogen.com. Citováno 2020-06-03.
  24. ^ „Konečné palivové články“. Špičkové palivové články. Energy Technologies Inc.. Citováno 22. března 2020.

externí odkazy