سیستم های هیبریدی باتری-پیل سوختی برای حمل و نقل و کاربردهای مستقل از شبکه

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) :

چکیده

تقاضای جهانی برای سوخت های فسیلی در بخش حمل و نقل به دلیل رشد مداوم وسایل نقلیه موتور احتراق داخلی به سرعت در حال افزایش است. این موضوع منجر به مشکلات زیست محیطی شدید، از جمله انتشار گازهای گلخانه ای و کاهش کیفیت هوا می شود. بنابراین، افزایش استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر در بخش حمل و نقل و همچنین سایر کاربردهای مستقل از شبکه ضروری است. باتری ها و پیل های سوختی به دلیل راندمان بالا و انتشار کمتر گازهای گلخانه‌ای (حتی صفر)، جایگزین‌های امیدوارکننده‌ای هستند. اما، ظرفیت اندک یا پاسخ دینامیکی کند از جمله محدودیت­های این تکنولوژی­ها می­باشند. این نقایص را می توان با هیبرید کردن باتری و پیل های سوختی که مورد توجه شرکت های پیشرو بین المللی خودرو سازی و کشتی سازی بوده است، برطرف نمود. این مقاله به ارزیابی جامع و همچنین مقایسه­ای بین سیستم‌های هیبریدی مختلف پیل­های سوختی غشایی تبادل پروتون-باتری و پیل‌های سوختی اکسید جامد-باتری برای حمل و نقل و سایر کاربردهای مجزا از شبکه از دیدگاه پیکربندی سیستم، مشخصات فنی، استراتژی‌های مدیریت انرژی و اعتبار سنجی تجربی می­پردازد. در نتیجه، با برجسته نمودن مسائل موجود و راهبردهای حل مربوطه، پیشنهاداتی جهت طراحی سیستم های قدرت هیبریدی پیل سوختی با بازدهی بالا بیان می­شود. این بررسی می‌تواند به عنوان یک مرجع و راهنما برای پیشبرد توسعه سیستم‌های قدرت هیبریدی پیل سوختی و باتری برای کاربردهای حمل و نقل و مجزا از شبکه باشد.

نتیجه گیری

سیستم های قدرت هیبریدی پیل سوختی-باتری می‌توانند در جهت مقابله با راندمان کم تبدیل انرژی ناشی از  استفاده از یک منبع انرژی و همچنین آلودگی شدید هوا ناشی از موتورهای معمولی، گام بردارند. این مقاله ویژگی‌های فنی-اقتصادی-زیست‌محیطی را بررسی کرده و مسائل و استراتژی‌های بالقوه سیستم‌های قدرت هیبریدی پیل سوختی-باتری در کاربردهای حمل و نقل و دریایی را تحلیل می‌کند. خودروهای مبتنی بر پیل سوختی غشایی تبادل پروتون (PEMFC) به سطح عملکرد خودروهای رایج رسیده‌اند و با موفقیت در سیستم نیروی محرکه دریایی اعمال شده‌اند. قابل ذکر است که اولویت برای استفاده از سیستم هیبریدی PEMFC-BAT در بازار حمل و نقل، در نظر گرفتن چالش‌هایی در آن مانند هزینه بالا و عمر کوتاه می­باشد. زنجیره تامین هیدروژن و زیرساخت تولید، ذخیره سازی، حمل و نقل و توزیع آن نیاز به پیشرفت‌های بیشتری دارد. به دلیل مزیت‌های جذاب SOFC، این سیستم می­تواند در وسایل نقلیه و کشتی‌ها مورد استفاده قرار گیرد. برای سیستم هیبریدی SOFC-BAT، چالش اصلی تحقق راه اندازی سریع، هزینه کم و طراحی سیستم کارآمد با بازیابی گرمای اتلاف است. از نظر طراحی، نمایش و تجاری سازی، هنوز راه زیادی برای ادغام سیستم FC-BAT در وسایل نقلیه یا کشتی‌ها وجود دارد.

پیشنهادات زیر ارائه می­شوند:

•  تحقیق  و بررسی عمیق در مورد بهینه سازی طراحی سیستم و استراتژی کنترل جهت بهبود کارایی و عملکرد کلی
• پیشرفت های فنی مواد کلیدی و کاهش هزینه سیستم
• مشارکت دولت در گسترش زیرساخت‌های هیدروژناسیون، آموزش عمومی و ایجاد فرصت در بازار

source : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S136403212030410X