Maidir le foinsí nua fuinnimh, tá eolas maith ar chumhacht gaoithe, hidreachumhacht, cumhacht gréine, agus cumhacht núicléach, agus is díol spéise iad an chuid is mó díobh sa mhargadh caipitil. Mar sin féin, tá hidrigin, mar iomaitheoir chomh suntasach céanna, fós sách anaithnid agus níl aon infheictheacht láidir ann. Mar sin féin, tá amanna ag athrú. Bhris Expo Iompórtála Shanghai Samhain 2021 an patrún bunúsach seo. Thaispeáin Toyota na Seapáine an carr paisinéirí cille breosla hidrigine Mirai den dara glúin den chéad uair sa tSín. Tá uasraon de 850 ciliméadar aige, rud a sháraíonn formhór na bhfeithiclí nua fuinnimh faoi thiomáint litiam in aon stróc amháin.
Sa lá atá inniu ann, mar a thugtar "feithicil faoi thiomáint hidrigineTagraíonn " go sonrach do charranna cille breosla hidrigine. Mar sin féin, murab ionann agus cadhnraí litiam-ian, is feistí iad cealla breosla hidrigine go bunúsach a ghineann fuinneamh leictreach trí imoibriú ceimiceach idir hidrigin agus ocsaigine. Is é fotháirge deiridh an imoibrithe ceimiceach seo uisce amháin, murab ionann agus breosla traidisiúnta. feithiclí a astaíonn substaintí cosúil le ocsaídí carbóin, ocsaídí nítrigine, agus ocsaídí sulfair.Mar sin, meastar gur foinse fuinnimh é hidrigin atá in ann "astaíochtaí nialasacha a bhaint amach."
I gcealla breosla hidrigine, tá ról ríthábhachtach ag tíotáiniam.Tá tiús tanaí, seoltacht den scoth, dea-airíonna teirmeacha, neart meicniúil ard, agus aonrú gáis éifeachtach ag plátaí dépholach déanta tíotáiniam i gcealla breosla hidrigine. Cuidíonn na tréithe seo le dlús cumhachta na cille a fheabhsú. Úsáideann feithicil breosla cille Toyota MIRAI na Seapáine plátaí dépholach déanta tíotáiniam. Ina theannta sin, is é an ciseal idirleathadh gáis (GDL nó PTL), arb ionann é agus 17% de chostas an leictrealaíoch, tíotáiniam ardfheidhmíochta de ghrád tionsclaíoch a úsáid mar bhunábhar anóid, rud a chuireann ar chumas uasmhéid gníomhaíochta a bhaint amach.
Is éard atá i gceist le bunphrionsabal oibre na gcealla breosla hidrigine ná hidrigin ag dul tríd an gcatalaíoch (platanam) ag leictreoid dhearfach na cille, áit a ndíscaoileann sé isteach i leictreoin agus iain hidrigine. Ansin gluaiseann na hiain hidrigine trí membrane malartaithe prótóin chun an leictreoid dhiúltach a bhaint amach, áit a imoibríonn siad le hocsaigin chun uisce agus teas a fhoirmiú. Ag an am céanna, sreabhann leictreoin ón leictreoid dhearfach trí chiorcad seachtrach go dtí an leictreoid diúltach, ag giniúint fuinneamh leictreach.
I dtéarmaí simplí, tagann hidrigin agus ocsaigin le chéile laistigh den chill bhreosla, ag táirgeadh leictreachais agus uisce. Cumhachtaíonn an leictreachas an fheithicil, agus is é uisce an t-aon seachtháirge a dhíbirtear as an bhfeithicil.
Ón bprionsabal oibriúcháin seo, tá trí bhuntáistí suntasacha cealla breosla hidrigine:
Gcéad dul síos, glaineacht: Is é an t-aon seachtháirge uisce, ag seachaint astuithe dé-ocsaíd charbóin.
Ar an dara dul síos, sábháilteacht:Maolaíonn an próiseas leictriceimiceach atá ag tiomáint cealla breosla hidrigine rioscaí dócháin spontáineacha nó pléascanna, murab ionann agus córais dócháin-bhunaithe.
Ar an tríú dul síos, áisiúlacht: His féidir gás ydrogen a chomhbhrú, rud a éascaíonn a iompar agus a stóráil.
Tá sé tábhachtach a thabhairt faoi deara go bhfuil difríocht idir an chill bhreosla i bhfeithiclí faoi thiomáint hidrigine agus na cadhnraí traidisiúnta ceimiceacha. Éascaíonn ceall breosla imoibriú leictriceimiceach idir hidrigin agus ocsaigin gan dócháin, ag táirgeadh uisce mar fhotháirge agus ag scaoileadh fuinneamh leictreach.
Gintear an fuinneamh leictreach i bhfeithiclí cille breosla hidrigine láithreach tríd an imoibriú idir hidrigin stóráilte agus ocsaigin atmaisféarach laistigh den stack cille breosla, murab ionann agus feithiclí leictreacha a stórálann fuinneamh ó ghreille seachtrach sula n-úsáidtear é. Dá bhrí sin, in ainneoin an t-ainm "ceall breosla" i bhfeithiclí hidrigine, tá a bpróiseas scaoilte fuinnimh níos cosúla le hinnill dócháin inmheánaigh (ag freagairt gásailín le ocsaigin sheachtrach) ná leis an bpróiseas stórála fuinnimh i bhfeithiclí leictreacha.
Cosúil le feithiclí inneall dócháin inmheánaigh, is é an comhpháirt is daoire i bhfeithicil cille breosla hidrigine an gléas giniúna fuinnimh seachas an gléas stórála fuinnimh (mar shampla, i bhfeithiclí leictreacha, is é an comhpháirt is costasaí an ceallraí, agus laistigh den cheallraí, tá sé). an anóid, catóide, agus leictrilít). Go sonrach, is é an chairn cille breosla seachas an umar stórála hidrigine.
Mar gheall ar chostas réasúnta ard na gcóras cille breosla hidrigine, go háirithe an stack cille breosla, feiceann an chéim reatha costais táirgthe feithiclí hidrigine níos airde ná iad siúd a bhaineann le feithiclí leictreacha íon agus feithiclí inneall dócháin traidisiúnta. Tá an fachtóir costais seo fós ina shrian suntasach ar fhorbairt thionscal na feithicle breosla hidrigine.
