Bränslecell är en elektrokemisk anordning som kontinuerligt omvandlar den kemiska energin i ett bränsle till elektrisk energi med hjälp av ett oxidationsmedel.
Den har följande egenskaper:
- hög batterieffektivitet, eftersom den inte begränsas av Carnot-cykeln, är dess batterieffektivitet 2 till 3 gånger högre än för fossil förbränning och 10 gånger den för litiumbatterier;
- Reaktionen är stabil och föroreningsfri, och produkterna som genereras kommer inte att orsaka luftföroreningar;
- Säkerhetsfaktorn är relativt hög och väte har goda diffusionsegenskaper, så läckagehastigheten är hög vid en olycka och det är svårt att nå explosionskoncentrationen;
- Användningsområdet är brett och vätgaskällan är rik och mångsidig.
Beroende på batteriets olika driftstemperatur delas bränsleceller in i protonutbytesmembranbränsleceller (PEMFC), alkaliska bränsleceller (AFC), fosfatbränsleceller (PAFC), smälta karbonatbränsleceller (MCFC) och fastoxidbränsle. celler (SOFC). Driftsegenskaperna för olika batterier visas i tabellen nedan.
Tabell: Driftegenskaper för olika batterier
| Bränslecell | PEMFC | AFC | PAFC | MCFC | SOFC |
| Elektrolyt | Nafion | KOH | H3PO4 | LiPO4 | ZrO2 |
| Driftstemperatur/grad | 60~80 | 50~250 | 200 | 650 | 600~1000 |
| Katalysator | Platina | Platina | Platina | Nickel | Perovskite |
| Bränslekompatibilitet | H2,CH3ÅH | H2 | H2 | CO, kolväte | CO, kolväte |
| Effekttäthet /(W/cm²) | 1~2 | 0.5 | 0.1 | 0.2 | 0.3 |
Bland ovanstående bränsleceller har AFC utvecklats snabbast och har använts inom området för flygkraftsbatterier. MCFC har genomfört det industriella teststeget; SOFC startade sent, men det är den mest lovande utvecklingen inom kraftgenerering. Utvecklingen av PEMFC har varit relativt mogen, används för närvarande som en bilströmförsörjning och liten kraftgenereringsenhet, med följande fördelar: hög energiomvandlingseffektivitet, upp till 40% ~ 50%; Protonbytesmembran (PEM) är ett fast elektrolytmembran, som effektivt undviker problemet med elektrolytkorrosion i andra bränsleceller. Jämfört med traditionell energi mer miljövänlig är produkten bara vatten; Enkel struktur, lätt att uppnå modularisering, batterimontering och underhåll bekvämare; Kallstartstiden är kort och bränslekällorna som krävs av vätebränsleceller är breda. Effektiviteten för att generera batterier påverkas mindre av belastningsförändringar, vilket är lämpligt för reglering av toppar i elnätet. Men samtidigt står PEMFC fortfarande inför många problem i den framtida utvecklingen: priset på PEM-membran är högt och efterfrågan överstiger utbudet; Den är känslig för CO och benägen för katalysatorförgiftning. Hög katalysatorkostnad; Kort livslängd, snabb prestanda försämras under användning.
