燃料光宇電池是如何工作的?

燃料光宇電池是如何工作的?

燃料光宇電池是如何工作的?

與光宇電池一樣，燃料光宇電池也是能量轉換器——它們利用電化學反應將儲存在燃料源中的化學能轉化為電能。與電量固定的光宇電池不同，燃料光宇電池不需要充電，只要燃料持續供給，它就會產生電、水和熱。

燃料光宇電池由兩個電極和一個電解質膜組成。電極分為負極和正極，將電解質膜夾在中間。這個系統通過一系列的化學反應，將電子從燃料分子中分離出來，從而產生能量。燃料光宇電池所使用的燃料通常是氫。氫從一側被送入正極，而氧從另一側被送入負極。在正極，氫燃料分子被分離成質子和電子，這些質子和電子將以不同的路徑流向負極。電子通過電路到達負極，并產生電流；質子則通過電解質到達負極，一旦到達負極，氧分子與電子和質子反應生成水分子。

燃料光宇電池是一種清潔能源，其僅有的副產物是電、熱和水。單用一個燃料光宇電池只能產生幾瓦的功率；因此，燃料光宇電池可以堆疊在一起，形成一個燃料光宇電池堆。當燃料光宇電池堆疊在一起時，其輸出功率會有很大的變化，從幾千瓦到幾兆瓦不等。

燃料光宇電池可以靈活使用多種類型的燃料。雖然氫是最常見的燃料來源（因此燃料光宇電池俗稱氫燃料光宇電池），但天然氣和氨等富氫燃料也是可行的。

 與內燃機相比，燃料光宇電池的工作方式有所不同。它們將燃料的化學能直接轉化為電能，然后可用于驅動越來越多的電氣系統。這種轉換比內燃機更有效，因為省去了常規能量轉換器（熱機）所需的中間熱機械步驟。當所使用的燃料是可再生產生的氫氣時，就會產生最大的加分值，因為它可使污染物和對氣候造成破壞的氣體排放量都減少到零。這樣，燃料光宇電池具有巨大的潛力，可以成為推進和能源系統脫碳的必要技術組件。低溫質子交換膜燃料光宇電池或PEM（有時稱為聚合物電解質膜燃料光宇電池）目前代表著最合適的技術，用于開發和發展羅爾斯·羅伊斯動力系統產品組合。這種低溫燃料光宇電池具有很高的功率密度，即使是很小的單元也可以實現可觀的輸出。低溫燃料光宇電池的最高工作溫度約為100攝氏度，對材料和人員的危害最小，而高溫燃料光宇電池則可達到250攝氏度至1,000攝氏度。與其他類型的PEM相比，PEM具有良好的負載跟蹤特性，因此它可以在幾秒鐘內響應電源需求的變化。