수소연료전지차의 응용

수소연료전지차의 응용

HFCV 기술은 수소를 주요 연료로 사용하는 차량에 전력을 공급하는 혁신적인 방법입니다. 수소를 사용하여 차량 내부에서 전기를 생산하고 전기 모터에 전력을 공급하며 기존 내연 기관에 대한 깨끗한 대안을 제공합니다.

연료전지 기술은 HFCV의 기반이며 수소 연료를 전기화학적으로 변환하여 차량의 전기 모터에 동력을 공급하는 기술을 포함합니다. A의 주요 구성 요소 연료전지 양극, 음극, 전해질이 포함됩니다.

연료전지의 연료극에 수소(H2)가 공급되면 수소산화 과정이 일어나게 됩니다. 이 과정에서 수소 분자는 촉매(보통 백금)에 의해 촉진되는 반응을 통해 양성자(H⁺)와 전자(e− )로 분리됩니다.

H2 → 2H⁺ + 2e−

양성자는 전해질을 통해 이동하고 전자는 외부 회로를 통해 이동하여 차량 모터에 전력을 공급하는 데 사용할 수 있는 전류를 생성합니다. 음극에서는 공기 중의 산소가 양성자 및 전자와 결합하여 유일한 부산물로 물을 형성합니다.

O2 + 4H⁺ + 4e − → 2 H2O

이러한 전기화학적 반응은 지속적인 전류를 생성하여 차량이 지속적으로 작동할 수 있게 해줍니다.

HFCV는 연료전지 시스템, 수소 저장 및 전기 구동계 구성요소를 통합하는 것입니다. HFCV 설계 및 구조의 핵심 요소는 다음과 같습니다.

연료전지 스택: HFCV의 핵심은 여러 개의 개별 연료전지를 포함하는 연료전지 스택입니다. 각 연료전지는 양극, 음극, 전해질로 구성됩니다. 연료전지 스택은 수소와 산소의 화학반응을 통해 전기를 생산한다.

수소 저장: HFCV는 차량에 수소 연료를 저장하는 메커니즘이 필요합니다. 일반적인 수소 저장 방법에는 고압 압축 가스 실린더 또는 극저온 액체 수소 탱크가 포함됩니다. 이러한 저장 시스템은 수소 연료의 안전하고 효율적인 저장을 보장합니다.

전기 모터: 연료전지 스택에서 생성된 전기는 차량의 휠 모터를 구동하는 전기 모터에 동력을 공급하여 원활한 작동을 제공하고 HFCV의 전반적인 성능과 효율성을 향상시키는 데 도움을 줍니다.

전력 제어 장치: 전력 제어 장치는 연료 전지 스택에서 전기 모터로의 전기 에너지 흐름을 관리합니다. 최적의 성능과 효율성을 보장하기 위해 전압과 전류를 조절합니다.

보조 시스템: HFCV에는 연료 전지 스택의 최적 작동 온도를 유지하기 위한 냉각 시스템, 연료 전지 반응을 위한 산소 공급을 위한 공기 공급 시스템과 같은 보조 시스템도 포함되어 있습니다.

에너지 저장: 일부 HFCV에는 리튬 이온 배터리와 같은 에너지 저장 시스템이 포함되어 연료 전지 스택에서 생성된 초과 전기 에너지를 포착하고 저장합니다. 이러한 에너지 저장 시스템은 수요가 많은 상황이나 회생 제동을 위해 추가 전력을 제공하는 데 사용할 수 있습니다.