如果我們思考氫燃料是如何製造的，我們會問為什麼要使用氫氣作為燃料。 那麼，當氫用作燃料電池中的燃料時，它是一種僅產生水的清潔燃料。
許多資源，包括 天然氣, 核電, 生物質能和 可再生能源 点讚 太陽的 和風，可用於製造氫氣。
它的優點使其成為涉及能源生產和運輸的應用的理想燃料選擇。 它有多種用途，包括便攜式電源、家庭、汽車等。
使用氫燃料電池作為清潔有效的替代品 傳統內燃機 已顯著增長。 在這些產生電力的燃料電池中，氫和氧之間化學相互作用的唯一結果是水。
要充分發揮氫燃料電池的潛力，需要複雜的生產程序。
目錄
氫燃料是如何製造的－4種主要生產方法
有各種各樣的 氫燃料的製造方法。 如今，電解和天然氣重整（一種熱過程）是最常用的技術。 生物和太陽能過程是另外兩種方法。
- 熱處理
- 電解過程
- 太陽能驅動工藝
- 生物過程
1. 熱處理
生產氫氣最常見的熱方法是蒸氣重整，這是蒸氣和碳氫化合物燃料之間產生氫氣的高溫反應。
氫氣可以透過各種碳氫化合物燃料的重整來生產，例如柴油、天然氣、氣化煤、氣化生物質和可再生液體燃料。 如今，幾乎 95% 的氫氣是透過蒸汽重整天然氣生產的。
2. 電解過程
可以使用電解技術從水中提取氫和氧。 電解槽是進行電解過程的裝置。 它與燃料電池類似，它是從水分子產生氫氣，而不是利用氫分子的能量。
3. 太陽能驅動工藝
在太陽能係統中，光充當產生氫氣的媒介。 一些太陽能驅動的過程是熱化學、光電化學和光生物學。 氫氣是透過光生物過程產生的，該過程依賴細菌和綠藻的天然光合作用活動。
利用特定的半導體，光電化學反應將水分解為氫氣和氧氣。 聚光太陽能用於太陽能熱化學氫合成，為水分解反應提供燃料，通常與金屬氧化物等其他物質結合。
4. 生物過程
細菌和微藻等微生物用於生物過程，這些微生物可以透過生物反應產生氫氣。
透過分解生物質或廢水等有機材料，細菌可以在稱為微生物生物質轉化的過程中產生氫氣。 相較之下，光生物學過程使用陽光作為微生物的能量來源。
氫燃料是如何製造的 – 8 個生產步驟
討論完各種生產方法後，我們來看看生產氫燃料電池的具體程序，從尋找原料到生產清潔能源。 我們將研究構成電解過程的程序。
- 原物料採購
- 催化劑製備
- 膜電極組件 (MEA) 製造
- 雙極板製造
- 燃料電池堆組件
- 植物成分的平衡
- 質量控制與測試
- 部署和集成
1. 原物料採購
採購氫燃料電池建造所需的原料是生產過程的第一步。 基本成分包括用於雙極板的碳基材料、用於電解質膜的聚合物以及用於電極反應的鉑或其他催化劑。
這些材料通常從許多供應商獲得，經過嚴格的品質保證程序，以確保其適合燃料電池製造。
2. 催化劑製備
催化劑通常由鉑製成，對於燃料電池進行電化學反應的能力至關重要。
為了生產高活性和穩定的催化劑層，需要使用多種方法處理和製造催化劑材料，包括化學沉積和物理氣相沉積。
然後使用噴塗或網版印刷等技術覆蓋電極表面。
3. 膜電極組件 (MEA) 製造
催化劑塗層電極和聚合物電解質膜組成膜電極組件，是燃料電池的重要組成部分。 聚合物電解質膜經過精心生產和雕刻，以匹配燃料電池堆結構。
它通常由全氟磺酸聚合物組成。 隨後透過將塗有催化劑的電極整合到膜的每一側來形成MEA。
4. 雙極板製造
在燃料電池堆中，雙極板負責分散反應氣體並在燃料電池之間傳輸電力。 通常，使用耐腐蝕且重量輕的碳基材料來製造這些板材。
為了達到所需的形狀和結構，在生產過程中採用模製、機械加工或壓制工藝。 雙極板中還包括通道和流場，以促進氧氣和氫氣的有效通過。
5. 燃料電池堆組件
氫燃料電池系統的重要組成部分是燃料電池堆，它由多個燃料電池並聯和串聯排列組成。 該組件由完美堆疊的雙極板、氣體擴散層和 MEA 組成。
透過使用黏合劑和墊圈等密封材料可以防止氣體洩漏並確保良好的密封。 電堆組件旨在產生最大功率，同時保持冷卻劑和氣體的理想流動。
6. 植物成分的平衡
除了燃料電池堆之外，完整的燃料電池系統還需要多個設備平衡 (BOP) 組件。 這些包括加濕器、冷卻系統、氫氣和氧氣的供應系統以及用於管理和調節電力輸出的電力電子設備。
為了確保適當的燃料和冷卻劑流量、熱管理和電氣連接，BOP 組件整合到整個系統設計中。
7. 質量控制與測試
在製造過程中採用嚴格的品質控管程序，以確保每個燃料電池的可靠性和效率。 分幾個階段進行品質檢查，例如目視檢查、電氣測試和性能審查。
對最終燃料電池組件進行全面測試，以確認其電力輸出、耐用性、效率和安全性。 為了滿足所需的品質標準，任何有缺陷的電池或組件都會被發現並更換。
8. 部署和集成
燃料電池在成功生產和測試後，已做好部署和整合到一系列應用中的準備。 手提電子產品、固定發電設備和汽車都屬於這一類。
為了建造有用且有效的氫動力裝置，整合過程需要將燃料電池系統連接到所需的輔助系統，例如儲氫槽、進氣系統和電源管理單元。
結論
氫燃料電池的製造是一個多步驟的過程，從原材料的採購開始，到燃料電池系統的整合結束。
這個複雜的過程保證了清潔、可靠和高效能源的生產，這些能源有可能徹底改變發電、交通和其他產業。
由於不斷的研究和開發，氫燃料電池的生產流程始終在不斷發展，從而推動了永續能源解決方案的發展。
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一個充滿激情的環保主義者。 EnvironmentGo 的首席內容作家。
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