Ketika peralihan tenaga global dan usaha penyahkarbonan dipercepatkan, tenaga hidrogen berkembang pesat daripada bahan mentah perindustrian kepada bahan api yang berhadapan dengan pengguna. Tidak seperti tradisional kenderaan sel bahan api Laluan yang banyak bergantung pada stesen pengisian bahan api hidrogen berskala besar, gabungan penjana hidrogen di lokasi dan kenderaan elektrik berkuasa hidrogen (basikal elektrik hidrogen) menawarkan penyelesaian perjalanan ulang-alik bandar yang sangat berdaya maju yang beroperasi secara bebas daripada infrastruktur berpusat.
Memanfaatkan elektrolisis air tulen Membran Penukar Proton (PEM) yang matang dan sistem sel bahan api berkecekapan tinggi, di tapak penjana hidrogen boleh menghasilkan 99.99% hidrogen tulen dalam masa nyata untuk mengisi semula basikal elektrik hidrogen secara langsung. Artikel ini secara sistematik menggariskan seni bina teknikal penyelesaian mobiliti hidrogen gelung tertutup ini merentasi tiga dimensi: prinsip teknikal teras, parameter operasi dan penyepaduan serta pengoptimuman sistem.
Halangan utama bagi penggunaan hidrogen tradisional sentiasa berpunca daripada kos penyimpanan/pengangkutan yang tinggi dan kepadatan stesen pengisian bahan api yang rendah. Penjana hidrogen PEM padat mengatasi cabaran ini sepenuhnya dengan menghasilkan hidrogen di tapak hanya menggunakan air dan elektrik:
• Kebebasan daripada Sumber Hidrogen Luaran: Beroperasi hanya menggunakan bekalan kuasa 220V standard dan air tulen.
• Pengisian Bahan Bakar Terus Tekanan Rendah: Menghasilkan tekanan output sebanyak \leq 35 bar, membolehkan pengisian bahan bakar terus bagi kanister simpanan hidrogen tekanan rendah di atas pesawat.
• Pengeluaran Atas Permintaan: Menghasilkan hidrogen mengikut keperluan, menghapuskan bahaya keselamatan yang berkaitan dengan penyimpanan hidrogen tekanan tinggi.
Penjana hidrogen padat komersial menggunakan teknologi elektrolisis air PEM, yang berkongsi asal usul teknologinya dengan inhaler hidrogen gred perubatan, hanya berbeza dalam kadar aliran dan penarafan tekanan.
| Komponen | Bahan / Spesifikasi | Penerangan Fungsian |
| Membran Penukar Proton (PEM) | Siri DuPont Nafion | Secara selektif membenarkan H+ (proton) melaluinya sambil menyekat H2 dan O2; mempunyai rintangan tekanan tinggi dan hayat perkhidmatan yang panjang. |
| Anod | Logam Iridium (Ir) | Memangkinkan: 2H₂O → O₂↑ + 4H⁺ + 4e⁻; mempamerkan rintangan kakisan yang luar biasa. |
| Katod | Pt/C (Platinum pada Karbon) | Memangkinkan:4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂↑ ; memastikan output hidrogen berketulenan tinggi. |
Semasa operasi, sistem ini hanya memerlukan air tulen sebagai bahan suapan, tanpa bahan tambahan kimia. Proses elektrolisis hanya menghasilkan hidrogen dan oksigen. Selepas melalui pemisah air-gas yang mudah, sistem ini mengeluarkan hidrogen dengan ketulenan \geq 99.99\%, yang boleh dimasukkan terus ke dalam sel bahan api untuk menjana elektrik.
| Kadar Aliran Hidrogen | 1000 mL/min |
| Ketulenan Hidrogen | ≥ 99.99% |
| Tekanan Saluran Hidrogen | 0–35 bar |
| Bekalan Kuasa | 220 V / 50 Hz |
| Keperluan Kualiti Air (Kekonduksian) | ≤ 1 μS/cm |
| Penggunaan Kuasa | ≤ 500 W |
| Kapasiti Tangki Air | 2.5 liter |
| Dimensi Keseluruhan (P × L × T) | 500 mm × 400 mm × 554 mm |
Penjana hidrogen didatangkan secara standard dengan muncung pengisian bahan api sambungan pantas yang serasi dengan kanister penyimpanan hidrogen tekanan rendah arus perdana (tekanan operasi \leq 35 bar). Proses pengisian bahan api menggunakan mekanisme penutupan pembezaan tekanan automatik:
• Mekanisme Henti Automatik: Aliran hidrogen berhenti secara automatik sebaik sahaja tekanan di dalam kanister menyamakan dengan tekanan keluar penjana.
Berikut adalah spesifikasi utama basikal elektrik hibrid hidrogen-litium yang dipasangkan dengan penjana hidrogen:
| Petunjuk Utama | Spesifikasi |
| Kuasa Nilai Motor | 350 W |
| Kelajuan Maksimum 16 inci | 25 km/j |
| Julat Maksimum | 80 km (Hibrid Bateri H2 + Litium) |
| Spesifikasi Pengawal | Perlindungan voltan bawah: 41.5 ± 0.5 V; Perlindungan arus lebih: 15 ± 1 A |
| Tahap Bunyi | ≤ 60 dB |
| Diameter Roda | 16 inci |
| Jarak Roda (Jarak Gandar) | 1170 mm |
| Dimensi Keseluruhan (P × L × T) | 1600 mm × 640 mm × 1050 mm |
| Berat | Lebih kurang 60 kg |
Penjana hidrogen mempunyai sensor tekanan bersepadu:
• Pemotongan Keselamatan: Mematikan penjanaan gas secara automatik dan mengasingkan saluran gas sebaik sahaja tekanan mencapai had atas yang telah ditetapkan (cth., 30 bar).
Elektrolisis air merupakan tindak balas eksotermik. Operasi yang berpanjangan akan meningkatkan suhu elektrolisis, yang boleh menyebabkan:
1. Degradasi dipercepatkan bagi Perhimpunan Elektrod Membran (MEA).
2. Ketulenan hidrogen yang berkurangan (disebabkan oleh peningkatan kandungan wap air).
Untuk menangani perkara ini, sistem ini menggabungkan sistem penyejukan dua peringkat:
• Penyejukan Udara Paksa: Kipas penyejukan dalaman berkelajuan tinggi secara aktif menghilangkan haba daripada elektrolisis.
• Gelung Penyejukan Air: Air tulen yang beredar membawa keluar haba berlebihan.
Keputusan: Penyejukan dwi-peringkat ini mengekalkan elektrolisis dalam julat operasi optimumnya iaitu 55°C hingga 65°C.
4.3 Kawalan Pintar & Pemantauan Kualiti Air
• Pemantauan Kualiti Air: Menjejaki kekonduksian air tulen secara berterusan dalam masa nyata, mencetuskan amaran untuk menggantikan air apabila kekonduksian melebihi ambang selamat.
• Sistem Kuasa Hibrid: Basikal elektrik ini menggunakan sistem hibrid di mana sel bahan api berfungsi sebagai sumber kuasa utama, ditambah dengan bateri litium-ion:
• Pelayaran Keadaan Mantap: Sel bahan api (dinilai pada 200–300W) membekalkan kuasa berterusan, mengekalkan kelajuan 15–25 km/j.
• Operasi Sementara: Semasa permulaan, pecutan dan pendakian bukit, bateri litium serta-merta memberikan output kuasa puncak (≤ 500W).
• Sistem Pengurusan Tenaga (EMS): Pengawal terbina dalam memantau Keadaan Cas (SOC) bateri litium secara masa nyata dan mengimbangi pengagihan kuasa secara dinamik antara sel bahan api dan bateri.
Sistem bersepadu ini mewujudkan gelung tertutup lengkap daripada "penjanaan hidrogen di tapak" kepada "pengisian semula bahan api terus bertekanan rendah" dan akhirnya "mobiliti hibrid hidrogen-litium." Beroperasi hanya pada soket 220V dan air tulen, penjana menghasilkan hidrogen berketulenan tinggi (geq 99.99%), mengisi semula kenderaan secara langsung pada tekanan rendah leq 35 bar yang selamat. Basikal elektrik hibrid ini menggunakan strategi perkongsian kuasa yang canggih (sel bahan api untuk pelayaran, bateri litium untuk kuasa sementara), mencapai jarak yang mengagumkan sehingga 80 km dan kelajuan tertinggi 25 km/j, mematuhi sepenuhnya piawaian keselamatan negara.
Nilai terbesar penyelesaian ini terletak pada kebebasan sepenuhnya daripada infrastruktur pengisian semula hidrogen luaran. Dengan mengubah paradigma mobiliti hidrogen daripada "menunggu infrastruktur" kepada "penjanaan sendiri dan penggunaan sendiri," ia membentangkan laluan paling pragmatik untuk mengkomersialkan tenaga hidrogen dalam menghadapi kekurangan stesen pengisian semula semasa.
Soalan Lazim:
Siapakah kita?
Kami berpangkalan di Anhui, China, bermula dari tahun 2011, menjual ke Asia Tenggara, Amerika Utara, Eropah Timur, Asia Selatan.
Bolehkah anda menyesuaikan kuasa atau voltan yang dinilai?
Ya, menyesuaikan produk boleh diterima.
Bolehkah syarikat anda menyediakan keseluruhan sistem (sel bahan api, pengeluaran Hidrogen, penyimpanan hidrogen, sistem bekalan hidrogen)?
Ya, kami boleh menyediakan aksesori yang diperlukan dengan sewajarnya.
Mengapa anda perlu membeli daripada kami dan bukan daripada pembekal lain?
Kami mempunyai pasukan penyelidikan dan pembangunan teknikal profesional yang berpengalaman. Keupayaan pemadanan sistem kawalan/R&D dan keupayaan kawalan kualiti. Kelebihan harga dibawa oleh keupayaan integrasi rantaian bekalan.