Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC) eru tæki sem geta framleitt raforku úr hvarfi vetnis og súrefnis, þar sem ein af mikilvægu aukaafurðunum er vatn. Í PEMFC er afar mikilvægt að stjórna framleiðslu á vatni á áhrifaríkan hátt. Þetta eftirlitsferli felur í sér að stjórna og viðhalda afköstum og stöðugleika efnarafalakerfisins.
Sem háþróuð tækni sem breytir vetni og súrefni í raforku, treysta PEMFC á róteindaskiptahimnur til að leiða vetnisjónir. Þessar jónir, í nærveru hvata, hvarfast vetni og súrefni til að framleiða vatn og raforku.
Vatninu sem myndast í róteindaskiptahimnueldsneytisfrumum (PEMFC) er venjulega stjórnað með nokkrum aðferðum
Vatnsjafnvægisstjórnun:PEMFC þarf að viðhalda vatnsjafnvægi til að tryggja að himnan haldist nægilega rak. Þetta felur í sér að jafna hraða vatnsframleiðslunnar við uppgufunar- eða losunarhraða til að viðhalda viðeigandi vatnsinnihaldi.
Himnu rakastjórnun:Mikilvægt er að viðhalda raka róteindaskiptahimnunnar. Með því að stjórna vatnsinnihaldi og dreifingu innan efnarafalakerfisins tryggir það að himnan haldist á viðeigandi rakastigi, sem stuðlar að því að viðhalda skilvirkri róteindaleiðni.
Vatnsrennsli og stjórnun:Innleiða hringrás eða stjórnunarráðstafanir til að stjórna flæði myndaðs vatns. Þetta felur í sér að losa vatnsgufu eða fljótandi vatn og endurvinna það til að viðhalda vatnsjafnvægi og koma í veg fyrir of mikla uppsöfnun í kerfinu.
Hitastig og rakastjórnun:Stjórnun á rekstrarhitastigi og rakastigi efnarafalsins skiptir sköpum til að stjórna vatninu sem myndast. Hagræðing hitastigs og raka getur haft áhrif á hraða og dreifingu vatnsframleiðslu.
Hér eru mikilvægi þess að stjórna vatni
Mikilvægi vatnsstjórnunar í hitastýringu
PEMFC þarf að starfa innan tiltekins hitastigs og vatnsmyndun og stjórnun eru nátengd hitastigi. Of mikið vatn getur valdið ofhitnun efnarafalsins á meðan ófullnægjandi vatn getur haft áhrif á stöðugleika og skilvirkni rafhlöðunnar.
Koma í veg fyrir tæringu og gasflóð
Of mikið vatn getur leitt til tæringar á málmhlutum innan kerfisins, og það getur einnig flætt yfir yfirborð rafskauta, minnkað snertiflöt vetnis og súrefnis og haft áhrif á hvarfvirkni.
Viðhalda hvatavirkni
Fullnægjandi vatn hjálpar til við að viðhalda virkni yfirborðs hvata, sem auðveldar hvarf vetnis og súrefnis. Hins vegar getur of mikið vatn hindrað afköst hvatans.
Þess vegna skiptir sköpum fyrir skilvirkan rekstur og langtímastöðugleika PEMFCs að stjórna magni vatns sem myndast. Þetta felur í sér að hámarka rafhlöðuhönnun, stilla framboð á vetni og súrefni, stjórna rekstrarhita og rakastigi rafhlöðunnar og framkvæma ráðstafanir til að tryggja að viðeigandi vatnshæð sé fyrir hendi innan kerfisins. Þessar tilraunir miða að því að hámarka afköst og líftíma efnarafalakerfisins.
