Компоненте система водоничних горивних ћелија

Да би се одржао нормалан рад реактора, систему водоничних горивних ћелија такође је потребна сарадња система за снабдевање водоником, система управљања водом, ваздушног система и других екстерних помоћних подсистема. Одговарајуће компоненте система укључују циркулациону пумпу водоника, боцу водоника, овлаживач и ваздушни компресор. Горивне ћелије производе много воде када су у раду. Пренизак садржај воде ће произвести феномен који се зове "сув филм", који спречава пренос протона. Прекомерни садржај воде може довести до „затопљења воде“, што омета дифузију гаса у порозном медију, што резултира ниским излазним напоном реактора. Акумулација гаса нечистоће (Н2) који продире са катодне стране до аноде омета контакт између водоника и слоја катализатора, што доводи до локалног „гладовања водоником“ и хемијске корозије. Због тога је равнотежа воде од великог значаја за животни век реактора ПЕМ водоничних горивних ћелија. Решење је увођење опреме за циркулацију водоника (циркулациона пумпа, ињектор) у реактор како би се постигло пречишћавање гаса, поновна употреба водоника, овлаживање водоника и друге функције.

Циркулациона пумпа водоника може контролисати проток водоника у реалном времену у складу са радним условима и побољшати ефикасност коришћења водоника. Међутим, лако се дешава „кртост водоником“ у окружењу које укључује водоник и гажење. Феномен смрзавања на ниској температури може довести до тога да систем не ради нормално. Због тога циркулациона пумпа водоника треба да има јаку водоотпорност, стабилан излазни притисак и перформансе без уља, што је тешко припремити и скупо за производњу. Због тога су развијене шеме једноструког и двоструког ејектора. Први није лако одржати стабилност тока рада под високим/малим оптерећењем, систем старт-стоп, систем променљиво оптерећење и друге услове рада, док се други могу прилагодити различитим условима рада, али имају сложену структуру и отежану контролу [18]. Постоје и неке паралелне ејекторске и водоничне циркулационе пумпе, шема ејекторске и бајпасне циркулационе пумпе водоника, такође има јасне предности и недостатке. Америчка технолошка консултантска компанија је 2010. године предложила дизајн система водоничног циклуса, који користи враћени издувни гас за влажење убризганог водоника (без анодног овлаживача), што представља правац развоја будуће опреме за циклус водоника.

Ваздушни компресор у систему водоничних горивних ћелија може да обезбеди оксидатор (ваздух) који одговара густини снаге реактора. Има предности високог односа притиска, мале запремине, ниске буке, велике снаге, без уља и компактне структуре. Уобичајени ваздушни компресор са горивним ћелијама у возилу има типове центрифугалног, вијчаног, спиралног и тако даље. Тренутно су вијчани ваздушни компресори у широкој употреби, али центрифугални ваздушни компресори имају више изгледа за примену због своје добре херметичности, компактне структуре, малих вибрација и високе ефикасности конверзије енергије. У кључним компонентама ваздушног компресора, лежај, мотор је технологија уског грла, ниска цена, материјал за премазивање отпорности на трење је такође фокус развоја. Генерал Елецтриц, Унитед Тецхнологиес, ​​Прагер Енерги, Ксцеллсис из Немачке, Баллард Повер Системс из Канаде и Тоиота Мотор Цорпоратион из Јапана имају комерцијалне линије производа за ваздушне компресоре.