Hydrogen brenselcellesystemkomponenter

For å opprettholde normal drift av reaktoren, trenger hydrogenbrenselcellesystemet også samarbeidet med hydrogenforsyningssystemet, vannstyringssystemet, luftsystemet og andre eksterne hjelpedelsystemer. De tilsvarende systemkomponentene inkluderer hydrogensirkulasjonspumpe, hydrogenflaske, luftfukter og luftkompressor. Brenselceller produserer mye vann når de er i drift. For lavt vanninnhold vil produsere et fenomen som kalles "tørr film", som hindrer protonoverføring. For høyt vanninnhold kan resultere i "vannlogging", som hindrer diffusjon av gass i det porøse mediet, noe som resulterer i lav reaktorutgangsspenning. Akkumuleringen av urenhetsgass (N2) som trenger inn fra katodesiden til anoden hindrer kontakten mellom hydrogen og katalysatorlaget, noe som resulterer i lokal "hydrogensult" og kjemisk korrosjon. Derfor er vannbalansen av stor betydning for reaktorlevetiden til PEM hydrogenbrenselceller. Løsningen er å introdusere hydrogensirkulasjonsutstyr (sirkulasjonspumpe, injektor) i reaktoren for å oppnå gassrensing, hydrogengjenbruk, hydrogenfukting og andre funksjoner.

Hydrogensirkulasjonspumpen kan kontrollere hydrogenstrømmen i sanntid i henhold til arbeidsforholdene og forbedre hydrogenutnyttelseseffektiviteten. Imidlertid er "hydrogenskjørhet" lett å oppstå i miljøet som involverer hydrogen og vading. Frostfenomenet ved lav temperatur kan føre til at systemet ikke fungerer normalt. Derfor må hydrogensirkulasjonspumpen ha sterk vannmotstand, stabilt utgangstrykk og oljefri ytelse, noe som er vanskelig å forberede og dyrt å produsere. Derfor er ordningene med enkel ejektor og dobbel ejektor utviklet. Førstnevnte er ikke lett å opprettholde stabiliteten i arbeidsflyten under høy/lav belastning, systemstart-stopp, systemvariabel belastning og andre arbeidsforhold, mens sistnevnte kan tilpasse seg ulike arbeidsforhold, men har kompleks struktur og vanskelig kontroll [18]. Det er også noen ejektor og hydrogensirkulasjonspumpe parallelt, ejektor pluss bypass hydrogen sirkulasjonspumpeordning, har også klare fordeler og ulemper. I 2010 foreslo det amerikanske teknologikonsulentselskapet et design av et hydrogensyklussystem, som bruker den returnerte eksosgassen til å fukte det injiserte hydrogenet (uten anodefukter), som representerer utviklingsretningen for fremtidens hydrogensyklusutstyr.

Luftkompressoren i hydrogenbrenselcellesystemet kan gi oksidasjonsmidlet (luften) som passer til reaktorens effekttetthet. Den har fordelene med høyt trykkforhold, lite volum, lavt støynivå, stor kraft, ingen olje og kompakt struktur. Den vanlige innebygde brenselcelleluftkompressoren har typene sentrifugal, skrue, rulle og så videre. For tiden er skrueluftkompressorer mye brukt, men sentrifugalluftkompressorer har flere bruksmuligheter på grunn av deres gode lufttetthet, kompakte struktur, små vibrasjoner og høy energikonverteringseffektivitet. I nøkkelkomponentene til luftkompressor, lager, motor er flaskehalsteknologien, lavpris, friksjonsmotstandsbeleggmateriale er også fokus for utvikling. General Electric, United Technologies, Prager Energy, Xcellsis fra Tyskland, Ballard Power Systems fra Canada og Toyota Motor Corporation i Japan har alle kommersielle produktlinjer for luftkompressorer.