Polttokenno on sähkökemiallinen laite, joka jatkuvasti muuntaa polttoaineen kemiallisen energian sähköenergiaksi hapettimen avulla.
Sillä on seuraavat ominaisuudet:
- korkea akun hyötysuhde, koska sitä ei rajoita Carnot-sykli, sen akun hyötysuhde on 2–3 kertaa korkeampi kuin fossiilisten palamisen ja 10 kertaa litiumparistojen tehokkuus;
- Reaktio on vakaa ja saasteeton, eivätkä syntyneet tuotteet aiheuta ilman pilaantumista;
- Turvallisuustekijä on suhteellisen korkea, ja vedyllä on hyvät diffuusio-ominaisuudet, joten vuotonopeus on nopea onnettomuuden sattuessa ja räjähdyspitoisuutta on vaikea saavuttaa;
- Käyttöalue on laaja, ja vedyn lähde on rikas ja monipuolinen.
Akun eri käyttölämpötilan mukaan polttokennot jaetaan protoninvaihtokalvopolttokennoihin (PEMFC), alkalisiin polttokennoihin (AFC), fosfaattipolttokennoihin (PAFC), sulaisiin karbonaattipolttokennoihin (MCFC) ja kiinteään oksidipolttoaineeseen. solut (SOFC). Eri akkujen käyttöominaisuudet on esitetty alla olevassa taulukossa.
Taulukko: Eri akkujen toimintaominaisuudet
| Polttoainekenno | PEMFC | AFC | PAFC | MCFC | SOFC |
| Elektrolyytti | Nafion | KOH | H3PO4 | LiPO4 | ZrO2 |
| Käyttölämpötila / aste | 60~80 | 50~250 | 200 | 650 | 600~1000 |
| Katalyytti | Platina | Platina | Platina | Nikkeli | Perovskiitti |
| Polttoaineen yhteensopivuus | H2,CH3VAI NIIN | H2 | H2 | CO, hiilivety | CO, hiilivety |
| Tehon tiheys / (W/cm²) | 1~2 | 0.5 | 0.1 | 0.2 | 0.3 |
Edellä mainituista polttokennoista AFC on kehittynyt nopeimmin ja sitä on käytetty lentokoneen akkujen alalla. MCFC on suorittanut teollisen testivaiheen; SOFC aloitti myöhään, mutta se on lupaavin kehityssuunta sähköntuotannon alalla. PEMFC:n kehitys on ollut suhteellisen kypsää, ja sitä käytetään tällä hetkellä auton virtalähteenä ja pienenä sähköntuotantolaitteena, ja sillä on seuraavat edut: korkea energian muunnostehokkuus, jopa 40 % ~ 50 %; Protoninvaihtokalvo (PEM) on kiinteä elektrolyyttikalvo, joka välttää tehokkaasti elektrolyyttikorroosion ongelman muissa polttokennoissa. Perinteiseen energiaan verrattuna ympäristöystävällisempi tuote on vain vettä; Yksinkertainen rakenne, helppo saavuttaa modularisointi, akun kokoonpano ja huolto helpompaa; Kylmäkäynnistysaika on lyhyt ja vetypolttokennojen tarvitsemat polttoainelähteet ovat laajat. Akkuvirran tuotannon tehokkuuteen kuormituksen muutokset vaikuttavat vähemmän, mikä soveltuu sähköverkon huipun säätöön. Mutta samaan aikaan PEMFC:llä on edelleen monia ongelmia tulevassa kehityksessä: PEM-kalvon hinta on korkea ja kysyntä ylittää tarjonnan; Se on herkkä CO:lle ja altis katalyyttimyrkytykselle. korkeat katalyytin kustannukset; Lyhyt käyttöikä, nopea suorituskyvyn heikkeneminen käytön aikana.
