Блог

Jun 13, 2023

Графит

Топливные элементы стали жизнеспособным экологически чистым источником энергии, и развитие технологий продолжается. Сегодня топливные элементы уже используются в качестве основного и резервного источника питания для коммерческих,

Топливные элементы стали жизнеспособным экологически чистым источником энергии, и развитие технологий продолжается. Сегодня топливные элементы уже используются в качестве основного и резервного источника питания для коммерческих, промышленных и жилых зданий. Однако топливные элементы также используются для питания различных транспортных средств, включая вилочные погрузчики, автомобили, автобусы, лодки, мотоциклы и подводные лодки. По мере совершенствования технологии топливных элементов важность использования графита высокой чистоты в биполярных пластинах топливных элементов, газодиффузионных слоях и катализаторах становится все более очевидной.

По мере роста индустрии электромобилей (EV) дальность пробега оказывается серьезной проблемой. Топливные элементы могут использоваться как в стационарных, так и в мобильных приложениях, хотя для последнего требуется доступ к заправочной станции. Однако стандартные электромобили по-прежнему гораздо более ограничены своими батареями. Это не очень практично во многих коммерческих приложениях, где транспортные средства преодолевают огромные расстояния или в менее густонаселенных странах с большими расстояниями езды. Топливные элементы могут обеспечивать электроэнергию на расстоянии, сравнимом с бензиновыми или дизельными двигателями. Поэтому топливные элементы часто используются в общественном транспорте/автобусах, например, в Китае и Северной Америке, особенно в автопарках, где транспортные средства каждый день возвращаются в центральную точку. Автобусы на топливных элементах работают в ряде штатов США, а также в Великобритании.

Производители автомобилей все чаще рассматривают эту технологию в более широком масштабе. Daimler и Honda уже арендуют автомобили на топливных элементах, за ними следуют другие автопроизводители, такие как Toyota и Hyundai.

Топливный элемент — это электрохимическое устройство, которое преобразует химическую энергию топлива в электричество посредством электрохимической реакции водородсодержащего топлива с кислородом воздуха или другим окислителем. Биполярные пластины (БП) — ключевой компонент топливных элементов, обладающий многофункциональным характером: они проводят электрический ток от ячейки к ячейке, отводят тепло из активной области, предотвращают утечку газов и теплоносителя. Газодиффузионные слои (ГДС) необходимы для равномерного распределения топливного газа и кислорода из воздуха. Катализаторы и субстраты катализаторов имеют решающее значение для увеличения скорости электрохимических реакций топливных элементов.

Графит в топливных элементах используется в качестве проводящего материала для биполярных пластин, которые являются важным компонентом конструкции топливного элемента. Сверхтонкие биполярные пластины графита должны быть чистыми и качественными для улучшения электро- и теплопроводности, а также обеспечения длительного срока службы.

Биполярные пластины в топливных элементах с протонообменной мембраной, одной из самых популярных технологий, требуют крупных чешуек графита высокой чистоты. Мелкозернистый графит также используется в качестве добавок и наполнителей, но это относительно небольшой компонент топливных элементов.

Графит используется также в ГДЛ, где графит влияет на пористость этого слоя.

Наконец, в качестве подложки катализатора используется графит высокой чистоты, что позволяет драгоценным металлам катализатора находиться в тесном контакте с реагентами, избегая при этом любого загрязнения.

Топливные элементы основаны на электрохимическом процессе, а не на сгорании, вредные выбросы от топливных элементов фактически отсутствуют – это абсолютный переломный момент даже по сравнению с процессами сгорания самого чистого топлива. Вода и тепло — единственные побочные продукты топливных элементов. Топливные элементы также гораздо более эффективны, чем двигатели внутреннего сгорания, в преобразовании топлива в энергию. Поскольку топливные элементы не имеют движущихся частей, они бесшумны, долговечны, надежны и долговечны, не требуя особого обслуживания.

ЕС активно осуществляет международное сотрудничество в области исследований и инноваций в области возобновляемых источников водорода в рамках Mission Innovation, глобальной инициативы по ускорению усилий в области инноваций в области возобновляемых источников энергии. Цель миссии «Чистый водород» — снизить стоимость чистого водорода для конечного потребителя до 2 долларов США за кг к 2030 году и создать по меньшей мере 100 водородных долин по всему миру к 2030 году. Действующая национальная политика зафиксирована Международным энергетическим агентством. (МЭА) доклад по водороду.1