康明斯解读：什么是燃料电池？

燃料电池并不是什么新鲜事物。事实上，氢燃料电池这一概念早在1838年就出现在《伦敦和爱丁堡哲学杂志》和《科学杂志》的12月刊上。近200年后，世界逐渐认识到，燃料电池是开启碳中和未来的关键技术。

那么，什么是燃料电池？燃料电池的工作原理、优势特性有哪些？

今天康哥就带大家一探究竟，同时也将带大家认识康明斯正在投资的两种燃料电池类型，一起围观吧~

什么是燃料电池？

与电池一样，燃料电池也是能量转换器——它们利用电化学反应将储存在燃料源中的化学能转化为电能。与电量固定的电池不同，燃料电池不需要充电，只要燃料持续供给，它就会产生电、水和热。

燃料电池是如何工作的？

燃料电池由两个电极和一个电解质膜组成。电极分为负极和正极，将电解质膜夹在中间。这个系统通过一系列的化学反应，将电子从燃料分子中分离出来，从而产生能量。

燃料电池所使用的燃料通常是氢。氢从一侧被送入正极，而氧从另一侧被送入负极。在正极，氢燃料分子被分离成质子和电子，这些质子和电子将以不同的路径流向负极。电子通过电路到达负极，并产生电流；质子则通过电解质到达负极，一旦到达负极，氧分子与电子和质子反应生成水分子。

燃料电池工作原理

燃料电池是一种清洁能源，其仅有的副产物是电、热和水。单用一个燃料电池只能产生几瓦的功率；因此，燃料电池可以堆叠在一起，形成一个燃料电池堆。当燃料电池堆叠在一起时，其输出功率会有很大的变化，从几千瓦到几兆瓦不等。

燃料电池可以使用哪些燃料？

燃料电池可以灵活使用多种类型的燃料。虽然氢是最常见的燃料来源（因此燃料电池俗称氢燃料电池），但天然气和氨等富氢燃料也是可行的。

氢：当使用可再生电力（如太阳能、风能和水力发电）制氢时，生产过程可实现完全零碳排放。氢燃料电池（即以氢为燃料的燃料电池）产生电、热和水，不会向空气中释放二氧化碳或其他污染物。

天然气：由于绿氢还未实现大规模量产，天然气目前仍然是最主要的制氢来源。在这种情况下，燃料电池并非完全无排放，但其排放量确实比其他燃料（如石油和煤炭）低得多。

氨：氨在农业中主要用作肥料。近年来，一些公司致力于开发绿氨，通过替代能源驱动水电解制氢产生，这使其成为低碳燃料的另一种选择。

康明斯正在投资什么类型的燃料电池？

目前康明斯正在开发的燃料电池有六种类型，主要根据使用的电解质类型进行分类。每种类型的燃料电池都有其自身的优势、局限性和潜在应用。在这六种燃料电池中，康明斯发现其中两种具有较大潜力，分别是质子交换膜燃料电池和固态氧化物燃料电池。康明斯正在持续投资以推进其技术进步和应用推广。

质子交换膜（PEM）燃料电池：也称为聚合物电解质膜燃料电池，这种类型的燃料电池使用聚合物电解质，在约80摄氏度的温度下工作。PEM燃料电池由于其高功率密度和快速启停功能，更适合于移动和备用电源应用。

固态氧化物燃料电池（SOFC）：SOFC使用坚硬、无孔的陶瓷化合物作为电解质，在高达1000摄氏度的高温下工作。这种类型的燃料电池最适合固定应用，因为它具有高效性和燃料灵活性。此外，废热可被再利用，以提高整个系统的效率。

康明斯在可生产绿氢的质子交换膜电解水制氢设备领域处于领先地位，并致力于不断优化技术和解决方案，使绿氢可被更加便捷地应用于燃料电池。

我们正不失时机地探索如何推进燃料电池技术，创造零碳未来！

（来源于康明斯中国）