Herausforderungen und Innovationen bei Brennstoffzellen mit Hydroxid-Austauschmembranen (HEMFC)
Brennstoffzellen, die chemische Energie direkt in elektrische Energie umwandeln, werden häufig in Hybrid- oder emissionsfreien Fahrzeugen und anderen Transportmitteln eingesetzt.Hydroxid-Austauschmembran-Brennstoffzellen (HEMFC)sind eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen säurebasierten Brennstoffzellen. Allerdings reagieren HEMFCs sehr empfindlich auf Kohlendioxid (CO2) in der Luft. Das Vorhandensein von CO2 verringert die Leistung und Effizienz von Brennstoffzellen drastisch, um bis zu 20 %, wodurch HEMFCs in einigen Anwendungen fast so ineffizient werden wie Benzinmotoren.
Innovative Lösung: Elektrochemischer CO2-Abscheider (EDCS)
Kürzlich veröffentlichte das Forschungsteam von Yan Yushan und Brian P. Setzler von der University of Delaware einen Artikel inNatur Energie, mit dem Titel „Eine kurzgeschlossene Membranelektrochemische Zelle, die mit Wasserstoff betrieben wird, um CO2 aus der Luftzufuhr von Hydroxid-Austauschmembran-Brennstoffzellen zu entfernen.“ Diese Studie stellt eineDurchbruch beim elektrochemischen CO2-Separator (EDCS)das CO2 effektiv aus der Zuluft entferntBrennstoffzellen mit hohem Energiebedarf, wodurch ihre Leistung erheblich verbessert wird.
Das EDCS nutzt eine einzigartigeKurzmembran-Technologie, sodass es mit Wasserstoff betrieben werden kann, ähnlich wie eine Brennstoffzelle, jedoch ohne die Notwendigkeit von Drähten, Bipolarplatten oder Stromkollektoren. Dieses neuartigeKurzmembranansatzist modular und kann gekapselt werden inSpiralwickelmodule, wodurch das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen für einen kompakteren und effizienteren Betrieb vergrößert wird.
Kommerzialisierungspotenzial: Ein Wendepunkt für Brennstoffzellen
Untersuchungen zeigen, dass ein 25cm²Kurzmembran-EDCS-Modulkann bei 2000 SCCM über 450 Stunden effektiv mehr als 99 % des CO2 aus der Luft entfernen. Tatsächlich können diese Module bis zu 10.000 SCCM Luft verarbeiten und über 98 % des CO2 entfernen. Für eine 80 kWNetto-HEMFC-StapelDie Kosten für ein kompaktes und effizientes Modul, das über 99 % CO2 entfernen kann, betragen nur 112 US-Dollar. Dies stellt einen bedeutenden Fortschritt bei derBrennstoffzellentechnologieerschwinglicher und kommerziell rentabler.
Die Einfachheit des EDCS-Moduls mit weniger Komponenten führt zu niedrigeren Kosten und größerer Skalierbarkeit. Dies positioniert die Technologie als vielversprechende Lösung für eine breite Einführung, nicht nur in Brennstoffzellen, sondern auch in Spezialanwendungen wieRaumfahrzeugUndU-Bootefür lebenserhaltende Systeme.
Relevanz für unsere Produkte
AlsWasserstoffenergieDie Technologie entwickelt sich weiter, insbesondere inWasserelektrolyseUndWasserstoff-BrennstoffzelleAnwendungen,unserProtonenaustauschmembranen (PEM) UndGemischte Anionenaustauschmembranenspielen eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung hoher Leistung und Langzeitstabilität in diesen Systemen. Unsere Membranprodukte sind perfekt auf diegrüner WasserstoffRevolution.
UnserPEM-Membranensind für hoheLeitfähigkeit, niedrigGasdurchlässigkeitund hochDruckfestigkeit, wodurch sie ideal für beideWasserelektrolysezur Wasserstoffproduktion undWasserstoff-Brennstoffzellen.
DerGemischte AnionenaustauschmembranenWir stellen Leistungsverbesserungen herkömmlicher Membranen her, indem wir Probleme wie Ionenverunreinigungen beheben und die Haltbarkeit erhöhen, sodass sie sich besser für den Langzeiteinsatz eignen.
Dieser Durchbruch inCO2-Abtrennung, die Zukunft derWasserstoff-Energiewirtschaftist hell. Wir glauben, dass unsere HochleistungsPEM-Membranensind gut positioniert, um einen wesentlichen Beitrag zur Weiterentwicklung und Kommerzialisierung vongrüner WasserstoffLösungen.
Abschluss
Mit der fortschreitenden Entwicklung von Wasserstoff-Energietechnologien, Innovationen wie derelektrochemischer CO2-Abscheider (EDCS)sind der Schlüssel zur Verbesserung der Brennstoffzelleneffizienz und zur Kostensenkung. Unsere fortschrittlichenPEM-Membranensind von zentraler Bedeutung für diese Innovationen und tragen dazu bei,Wasserstoff-Energiewirtschaftvorwärts. Ob inWasserstoffproduktion,Brennstoffzellen, oderEnergiespeichersystemebieten unsere Produkte unübertroffene Leistung und Zuverlässigkeit.
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