完善成熟的技術(shù)

“聚合物電解質(zhì)膜燃料電池”表示該膜是該燃料電池的關(guān)鍵特征。它通常由塑料制成，類似于特氟龍。充當(dāng)電解質(zhì)的水飽和聚合物膜僅允許質(zhì)子（帶正電的氫原子核）從陽極穿過到陰極。該離子傳導(dǎo)所需的膜中的水含量負(fù)責(zé)將操作溫度限制為最大100℃。近年來，催化劑所需的貴金屬（例如鉑）的量一直在穩(wěn)定減少。這已經(jīng)導(dǎo)致成本大幅度降低，并且仍然是開發(fā)工作的重點(diǎn)。

對于羅爾斯·羅伊斯動力系統(tǒng)應(yīng)用而言，PEM燃料電池是理想的選擇，這歸功于其高功率密度，高可擴(kuò)展性，模塊化設(shè)計能力以及由此帶來的靈活性。例如，燃料電池可以直接內(nèi)置在電池供電或電氣化的能源系統(tǒng)中。該電池可實(shí)現(xiàn)高電效率（約50％）和高電流密度，并且使用非常安全。這使其不僅適合用作固定電源，例如以應(yīng)急發(fā)電機(jī)或不間斷電源的形式，還可以在船上使用作為移動電源。

為了進(jìn)一步提高功率密度，當(dāng)今的燃料電池系統(tǒng)有時會配備空氣壓縮機(jī)或電動渦輪增壓器。與內(nèi)燃機(jī)一樣，壓縮機(jī)或渦輪增壓器將空氣以2 bar至3 bar的壓力泵入空氣系統(tǒng)。幾個串聯(lián)的單個燃料電池可以串聯(lián)形成一個堆，從而提高了電壓。為了獲得更高的性能，堆棧也可以并聯(lián)連接。這將產(chǎn)生的電流量增加到串行連接所產(chǎn)生的電流的倍數(shù)。

在開發(fā)和應(yīng)用燃料電池技術(shù)時，羅爾斯·羅伊斯動力系統(tǒng)公司吸收了深厚的專業(yè)知識和多年的經(jīng)驗(yàn)（圖2）。從1999年到2011年，共安裝了26個高溫燃料電池系統(tǒng)，即熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC），并在各種應(yīng)用領(lǐng)域中成功運(yùn)行。電力和加壓蒸汽的結(jié)合被廣泛用于工業(yè)和衛(wèi)生部門的過程中。該系統(tǒng)平均運(yùn)行約22,000小時，并且已記錄并分析了所有性能數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)值。盡管當(dāng)時的市場條件和總體框架不支持全面生產(chǎn)，但現(xiàn)在所有指示燈都變?yōu)榫G色，可以將PEM燃料電池引入大眾市場，作為驅(qū)動力的替代來源。

燃料電池應(yīng)用

它們的特征意味著PEM燃料電池適用于當(dāng)前由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的各種應(yīng)用。其中，燃料電池可以在零碳數(shù)據(jù)中心，需求響應(yīng)和船舶推進(jìn)系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心是全球安全關(guān)鍵基礎(chǔ)架構(gòu)的一部分，包括醫(yī)院，機(jī)場和電信中心。許多數(shù)據(jù)中心使用柴油發(fā)電機(jī)組提供應(yīng)急電源�；�石燃料（柴油）的燃燒不可避免地導(dǎo)致廢氣排放。如果使用燃料電池作為備用電源，那么散發(fā)出來的只有熱量和潮濕的廢空氣。燃料電池系統(tǒng)沒有活動部件，從而最大程度地減少了機(jī)械維護(hù)。燃料電池也比基于發(fā)動機(jī)的備用系統(tǒng)更高效。另一個優(yōu)點(diǎn)是可以輕松擴(kuò)展燃料電池系統(tǒng)的規(guī)模。更多的模塊意味著更多的功率，燃料電池系統(tǒng)可以在以后輕松添加并隨數(shù)據(jù)中心一起發(fā)展。