Възходът на катодно-запечатаните горивни клетки с въздушно охлаждане

„Избухването“ на катодно-затворените въздушно-охлаждаеми горивни клетки предстои. С постепенното разширяване на приложенията с ниска мощност, като туристически автобуси, мотокари, безпилотни летателни апарати (БЛА) и двуколесни превозни средства, въздушно-охлажданите горивни клетки бавно навлязоха в полезрението на масовите приложения на горивните клетки. Катодно-затворените въздушно-охлаждаеми горивни клетки, с предимствата си на добра екологична адаптивност, издръжливост и лесна поддръжка, привлякоха много внимание в областта на технологиите за въздушно-охлаждаеми горивни клетки и се превърнаха в гореща точка на търсене.

Технически характеристики и състояние на приложение на катодно затворени въздушно охлаждани комини

Въздушно охлаждани комини могат да бъдат разделени на две категории според техните структурни характеристики: катод-отворен и катод-затворен. Сред тях е отворен катод с въздушно охлаждане: катодът е директно изложен на околната среда, а околният въздух се вкарва в стека чрез устройства като вентилатори. Въздухът служи както като източник на реакционен газ, така и като среда за разсейване на топлината.

Катодно затвореният въздушно охлаждаем стек се характеризира с факта, че катодът не е в директен контакт с околната среда, а подаването на въздух и разсейването на топлината се извършват отделно. Обикновено е необходима специална система за подаване на въздух, като например вентилатор или въздушен компресор, за да се осигури кислородът, необходим за реакцията, а за отвеждане на топлината, генерирана по време на работата на стека, се използва независима система за разсейване на топлината.

В сравнение с отворено-катодовите въздушно-охлаждаеми горивни клетки, затворено-катодовите въздушно-охлаждаеми горивни клетки са по-малко засегнати от фактори на околната среда (като температура, влажност и качество на въздуха) поради независимото подаване на въздух и разсейване на топлината. Освен това, те могат до известна степен да избегнат неблагоприятното въздействие на замърсения въздух върху експлоатационния живот на горивните клетки, което води до по-добра издръжливост и по-дълъг експлоатационен живот.

„Производителността на катодно затворените въздушно охлаждани комини до голяма степен зависи от дизайна на газовите канали и колектори за равномерно разпределение на подавания въздух“, каза технически директор на предприятие за битови комини. Катодно затворените въздушно охлаждани комини изискват сложни подсистеми за подаване на въздух, които могат да включват компресори, овлажнители, въздушни филтри и др. Това ги прави и относително по-малко засегнати от условията на околната среда, особено от температурата и влажността.

Разбира се, предимствата на катодно-затворените въздушно-охлаждаеми горивни клетки се основават на тяхната относително сложна структура, което води и до относително по-високата им цена в сравнение с отворено-катодовите въздушно-охлаждаеми горивни клетки. Както Gaogong Hydrogen Power установи в проучването, към юни 2025 г., при условие че се предлагат на едро, цената на отворено-катодовите въздушно-охлаждаеми горивни клетки обикновено е над 4000 RMB/kW, а цената на катодно-затворените въздушно-охлаждаеми системи е поне с 30% по-висока от първата.

На този етап, затворените с катод въздушно охлаждани пакети са подходящи за приложения с висока плътност на мощността (по-голяма от 1A/cm²). Сценариите на приложение изискват достатъчно пространство за спомагателните системи на горивните клетки (подсистеми за охлаждане, подаване на въздух и предварителна обработка), с типичен диапазон на мощност между 2 kW и 100 kW.

Като цяло, на този етап, тъй като индустрията за горивни клетки постепенно се разширява от високомощни водноохлаждаеми стекови системи, използвани в търговски превозни средства и леки автомобили, до малки и средномощни въздушноохлаждаеми стекови системи, като например Безпилотни летателни апарати, мотокари и двуколесни превозни средства, пазарната експанзия на затворените горивни клетки с въздушно охлаждане току-що започна. Дали те могат да завземат по-голям пазарен дял със собствените си предимства, предстои да видим. От гледна точка на бъдещите тенденции в технологичното развитие, бъдещите изследвания върху затворените комини с въздушно охлаждане трябва да се съсредоточат върху минимизиране на поддържащите системи, за да се намали сложността, паразитното натоварване и площта на пода на цялата система, както и върху провеждане на управление и контрол на системата за постигане на оптимална производителност.