हाइड्रोजन ईंधन सेल सिस्टम घटक

रिएक्टर के सामान्य संचालन को बनाए रखने के लिए, हाइड्रोजन ईंधन सेल प्रणाली को हाइड्रोजन आपूर्ति प्रणाली, जल प्रबंधन प्रणाली, वायु प्रणाली और अन्य बाहरी सहायक उप-प्रणालियों के सहयोग की भी आवश्यकता होती है। संबंधित सिस्टम घटकों में हाइड्रोजन परिसंचारी पंप, हाइड्रोजन बोतल, ह्यूमिडिफायर और एयर कंप्रेसर शामिल हैं। जब वे काम कर रहे होते हैं तो ईंधन सेल बहुत अधिक पानी का उत्पादन करते हैं। बहुत कम पानी की मात्रा "शुष्क फिल्म" नामक घटना उत्पन्न करेगी, जो प्रोटॉन संचरण को रोकती है। अत्यधिक जल सामग्री के परिणामस्वरूप "जलभराव" हो सकता है, जो झरझरा माध्यम में गैस के प्रसार में बाधा डालता है, जिसके परिणामस्वरूप कम रिएक्टर आउटपुट वोल्टेज होता है। कैथोड की ओर से एनोड में प्रवेश करने वाली अशुद्धता गैस (N2) का संचय हाइड्रोजन और उत्प्रेरक परत के बीच संपर्क को बाधित करता है, जिसके परिणामस्वरूप स्थानीय "हाइड्रोजन भुखमरी" और रासायनिक जंग होती है। इसलिए, पीईएम हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं के रिएक्टर जीवन के लिए पानी का संतुलन बहुत महत्वपूर्ण है। गैस शोधन, हाइड्रोजन पुन: उपयोग, हाइड्रोजन आर्द्रीकरण और अन्य कार्यों को प्राप्त करने के लिए रिएक्टर में हाइड्रोजन परिसंचरण उपकरण (सर्कुलेशन पंप, इंजेक्टर) को पेश करना इसका समाधान है।

हाइड्रोजन परिसंचारी पंप काम की परिस्थितियों के अनुसार वास्तविक समय में हाइड्रोजन प्रवाह को नियंत्रित कर सकता है और हाइड्रोजन उपयोगिता दक्षता में सुधार कर सकता है। हालांकि, हाइड्रोजन और वैडिंग से जुड़े वातावरण में "हाइड्रोजन उत्सर्जन" होना आसान है। कम तापमान पर जमने वाली घटना के कारण सिस्टम सामान्य रूप से काम करने में विफल हो सकता है। इसलिए, हाइड्रोजन परिसंचारी पंप को मजबूत जल प्रतिरोध, स्थिर उत्पादन दबाव और तेल मुक्त प्रदर्शन की आवश्यकता होती है, जो कि तैयार करना मुश्किल है और निर्माण के लिए महंगा है। इसलिए, सिंगल इजेक्टर और डबल इजेक्टर की योजनाएं विकसित की गई हैं। उच्च / निम्न लोड, सिस्टम स्टार्ट-स्टॉप, सिस्टम चर लोड और अन्य कामकाजी परिस्थितियों के तहत वर्कफ़्लो की स्थिरता को बनाए रखना आसान नहीं है, जबकि बाद वाला विभिन्न कामकाजी परिस्थितियों के अनुकूल हो सकता है लेकिन जटिल संरचना और कठिन नियंत्रण है [18]। समानांतर में कुछ बेदखलदार और हाइड्रोजन परिसंचारी पंप भी हैं, बेदखलदार प्लस बायपास हाइड्रोजन परिसंचारी पंप योजना के अलग-अलग फायदे और नुकसान भी हैं। 2010 में, अमेरिकी प्रौद्योगिकी परामर्श कंपनी ने हाइड्रोजन चक्र प्रणाली का एक डिजाइन प्रस्तावित किया, जो इंजेक्ट किए गए हाइड्रोजन (एनोड ह्यूमिडिफायर के बिना) को नम करने के लिए लौटी हुई निकास गैस का उपयोग करता है, जो भविष्य के हाइड्रोजन चक्र उपकरण के विकास की दिशा का प्रतिनिधित्व करता है।

हाइड्रोजन ईंधन सेल सिस्टम में हवा कंप्रेसर ऑक्सीडाइज़र (वायु) प्रदान कर सकता है जो रिएक्टर की शक्ति घनत्व से मेल खाता है। इसमें उच्च दबाव अनुपात, छोटी मात्रा, कम शोर, बड़ी शक्ति, कोई तेल और कॉम्पैक्ट संरचना के फायदे हैं। आम ऑन-बोर्ड फ्यूल सेल एयर कंप्रेसर में सेंट्रीफ्यूगल, स्क्रू, स्क्रॉल वगैरह के प्रकार होते हैं। वर्तमान में, स्क्रू एयर कंप्रेशर्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, लेकिन केन्द्रापसारक एयर कंप्रेशर्स में उनकी अच्छी वायुरोधी, कॉम्पैक्ट संरचना, छोटे कंपन और उच्च ऊर्जा रूपांतरण दक्षता के कारण अधिक अनुप्रयोग संभावनाएं हैं। हवा कंप्रेसर, असर, मोटर के प्रमुख घटकों में टोंटी प्रौद्योगिकी, कम लागत, घर्षण प्रतिरोध कोटिंग सामग्री भी विकास का ध्यान केंद्रित है। जनरल इलेक्ट्रिक, यूनाइटेड टेक्नोलॉजीज, प्रेगर एनर्जी, जर्मनी की Xcellsis, कनाडा की बैलार्ड पावर सिस्टम्स और जापान की टोयोटा मोटर कॉर्पोरेशन सभी में वाणिज्यिक एयर कंप्रेसर उत्पाद लाइनें हैं।