Perbandingan Sistem Kuasa Sel Bahan Api Hidrogen dan Enjin Pembakaran Dalaman Hidrogen

Prinsip asas bagi sel bahan api hidrogen adalah untuk menukar tenaga kimia yang terdapat dalam bahan api kepada tenaga elektrik melalui tindak balas elektrokimia.Prinsip kerja sel bahan api hidrogen melibatkan hidrogen dipecahkan kepada elektron dan ion hidrogen (proton) oleh pemangkin (platinum) dalam anod sel bahan api. Proton melalui Membran Pertukaran Proton ke katod, di mana ia bertindak balas dengan oksigen untuk membentuk air dan haba. Elektron yang sepadan mengalir dari anod ke katod melalui litar luaran, menjana tenaga elektrik. Struktur timbunan sel bahan api hidrogen terutamanya terdiri daripada plat bipolar, elektrod membran (membran pertukaran proton yang disalut dengan lapisan pemangkin), lapisan resapan gas, plat penebat, dan lain-lain. Kemudian, berdasarkan timbunan, sistem tambahan seperti sistem udara, sistem pengurusan hidrogen dan sel bahan api bersepadu. yang pada asasnya adalah enjin sel bahan api hidrogen.

Enjin pembakaran dalaman hidrogen memperoleh kuasa dengan membakar hidrogen, dan enjin jenis ini, seperti enjin bahan api konvensional, beroperasi pada empat lejang: pengambilan, mampatan, kuasa dan ekzos, dengan hidrogen menggantikan bahan api konvensional. Mengambil contoh enjin Cummins, struktur enjin pembakaran dalaman hidrogen pada asasnya adalah serupa dengan enjin pembakaran dalam hidrogen, yang merangkumi komponen kepala silinder, silinder, enjin gas asli. sistem pencucuhan, dan bahagian pelekap; bahagian enjin pembakaran dalaman hidrogen dan enjin diesel juga sebahagiannya boleh ditukar ganti, seperti blok silinder, aci engkol, penyokong, perumah roda tenaga dan komponen pelekap lain. Tahap persamaan dan kebolehtukaran yang tinggi bagi komponen ini boleh menggunakan kelebihan ekonomi enjin pembakaran dalaman hidrogen Cummins, meningkatkan kebolehpercayaan peralatan, dan memberikan sokongan penting dalam peralihan industri kepada amalan karbon rendah.

Persamaan antara kedua-duanya memerlukan hidrogen dan oksigen untuk mengambil bahagian dalam tindak balas; Semua unit simpanan bahan api dan tangki simpanan hidrogen diperlukan; boleh menghidupkan kenderaan. Perbezaannya ialah kedua-duanya menjana tenaga dalam cara yang berbeza, yang juga membawa kepada perbezaan ketara dalam kecekapan, jadi kenderaan sel bahan api akan mempunyai lebih banyak perbatuan di bawah penggunaan hidrogen yang sama; Cara enjin dibina juga berbeza sama sekali; Sel bahan api lebih mesra alam daripada enjin pembakaran hidrogen. Di samping itu, tiada perbezaan dalam kelajuan pelepasan tenaga, dan kedua-dua enjin pembakaran dalaman dan sel bahan api boleh mencapai output kuasa tinggi jangka pendek.
Berbanding dengan dua laluan, kelebihan sel bahan api hidrogen adalah kecekapan penukaran yang tinggi, pelepasan pencemaran yang rendah, dan aplikasi komersial yang tinggi, terutamanya dari segi kecekapan penukaran, kecekapan terma enjin bahan api hidrogen sukar melebihi 45%, manakala kecekapan penukaran sel bahan api hidrogen boleh mencapai lebih daripada 60%.
Kelebihan enjin bahan api hidrogen ialah kos rendah (kira-kira 10% daripada sel bahan api), keperluan rendah untuk ketulenan hidrogen, dan keupayaan untuk dipasang semula dengan enjin bahan api sedia ada. Selain itu, enjin pembakaran dalaman hidrogen lebih sesuai digunakan dalam kenderaan komersial seperti trak tugas sederhana dan berat kerana kecekapan keluarannya yang lebih tinggi di bawah keadaan beban tinggi.