Современное развитие технологий водородной энергетики и топливных элементов: обзор

Водород стал новым энергоносителем, вышедшим за рамки его традиционной роли промышленного сырья, прежде всего для производства аммиака и метанола, а также нефтепереработки. Наряду с проблемами экологической устойчивости развитые страны с дефицитом энергоресурсов, такие как Япония и Корея, сталкиваются также с проблемой энергетической безопасности, и водород или его носители, такие как аммиак и метилциклогексан, представляются возможными вариантами решения долгосрочных задач обеспечения доступности энергии. Китай активно развивает инфраструктуру возобновляемой энергетики и водородную инфраструктуру для достижения целей устойчивого развития и удовлетворения растущего спроса на энергию. В настоящем обзоре основное внимание уделено электрификации с использованием водородных протонно-обменных мембранных топливных элементов (PEMFC), которые широко считаются коммерчески пригодными для применения в автомобильной сфере, особенно в транспортных средствах, требующих минимальной поддержки водородной инфраструктуры, таких как таксомоторные парки, автобусы и логистический транспорт. Рассмотрены все ключевые компоненты PEMFC, вопросы тепло- и водоуправления, а также соответствующие методы характеризации. Особое внимание к применению PEMFC в автомобильной сфере является отличительной чертой данной работы; также рассматривается развитие инфраструктуры производства, хранения и транспортировки водорода. Кроме того, проанализированы национальные стратегии использования водорода, что формирует обоснование водородной экономики.