Обзор топливных элементов для морского применения

Постепенное ужесточение ограничений на выбросы загрязняющих веществ вынуждает судовладельцев снижать воздействие своей деятельности на окружающую среду. Топливные элементы могут быть подходящим решением, поскольку отличаются высокой топливной эффективностью и выделяют небольшое количество опасных соединений. Возможен выбор различных типов систем на основе топливных элементов и судового топлива, однако неясно, какие из них имеют наилучшие перспективы для применения на морском транспорте. Представлен обзор типов топливных элементов и оборудования для переработки топлива; применение топливных элементов на морском транспорте рассмотрено с точки зрения эффективности, гравиметрической и объемной плотности энергии, динамических характеристик, воздействия на окружающую среду, безопасности и экономических показателей. Показано, что низкотемпературные топливные элементы, использующие сжиженный водород, обеспечивают компактное решение для судов с интервалом между заправками до нескольких десятков часов, однако для судов с более продолжительными миссиями могут приводить к увеличению общего размера системы до пяти раз по сравнению с высокотемпературными топливными элементами и более энергоемкими видами топлива. Расширение инфраструктуры сжиженного природного газа и высокий уровень развития систем на основе топливных элементов, работающих на природном газе, могут способствовать внедрению газообразного топлива и топливных элементов на судах. Комбинированные циклы на основе топливных элементов, гибридизация со вспомогательными системами накопления электрической энергии и повышение резервирования определены как направления для дальнейших исследований.