Hidrogen yanacaq hüceyrəsi sisteminin komponentləri

Reaktorun normal işləməsini təmin etmək üçün hidrogen yanacaq elementi sistemi, həmçinin hidrogen təchizatı sistemi, su idarəetmə sistemi, hava sistemi və digər xarici köməkçi alt sistemlərin əməkdaşlığına ehtiyac duyur. Müvafiq sistem komponentlərinə hidrogen dövriyyə nasosu, hidrogen şüşəsi, nəmləndirici və hava kompressoru daxildir. Yanacaq hüceyrələri işləyərkən çoxlu su istehsal edir. Çox aşağı su tərkibi proton ötürülməsinin qarşısını alan "quru film" adlı bir fenomen yaradacaq. Həddindən artıq su tərkibi məsaməli mühitdə qazın yayılmasına mane olan "bataqlaşma" ilə nəticələnə bilər, nəticədə reaktorun çıxış gərginliyi aşağı olur. Katod tərəfdən anoda nüfuz edən çirkli qazın (N2) yığılması hidrogenlə katalizator təbəqəsi arasında əlaqəni maneə törədir, nəticədə yerli "hidrogen aclığı" və kimyəvi korroziya baş verir. Buna görə də su balansı PEM hidrogen yanacaq elementlərinin reaktor ömrü üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir. Həll qazın təmizlənməsi, hidrogenin təkrar istifadəsi, hidrogenin nəmləndirilməsi və digər funksiyaları yerinə yetirmək üçün reaktora hidrogen sirkulyasiya avadanlığının (sirkulyasiya pompası, injektor) daxil edilməsidir.

Hidrogen dövriyyə nasosu iş şəraitinə uyğun olaraq real vaxt rejimində hidrogen axını idarə edə və hidrogendən istifadənin səmərəliliyini artıra bilər. Bununla belə, "hidrogenin kövrəkləşməsi" hidrogen və su ilə dolu mühitdə asanlıqla baş verir. Aşağı temperaturda donma fenomeni sistemin normal işləməməsinə səbəb ola bilər. Buna görə də, hidrogen sirkulyasiya nasosunun güclü suya davamlılığı, sabit çıxış təzyiqi və yağsız işləməsi lazımdır ki, onu hazırlamaq çətindir və istehsalı bahalıdır. Buna görə də tək ejektor və ikiqat ejektor sxemləri hazırlanmışdır. Birincisi yüksək/aşağı yük, sistemin start-stop, sistemin dəyişən yükü və digər iş şəraitlərində iş axınının sabitliyini saxlamaq asan deyil, ikincisi isə müxtəlif iş şəraitinə uyğunlaşa bilir, lakin mürəkkəb quruluşa və çətin nəzarətə malikdir [18]. Paralel olaraq bəzi ejektor və hidrogen dövriyyə nasosu da var, ejektor plus bypass hidrogen dövriyyə nasosunun sxemi, həmçinin fərqli üstünlükləri və mənfi cəhətləri var. 2010-cu ildə Amerika texnologiya konsaltinq şirkəti gələcək hidrogen dövrü avadanlığının inkişaf istiqamətini təmsil edən, vurulmuş hidrogeni (anod nəmləndiricisi olmadan) nəmləndirmək üçün qaytarılmış işlənmiş qazdan istifadə edən hidrogen dövrü sisteminin dizaynını təklif etdi.

Hidrogen yanacaq hüceyrəsi sistemindəki hava kompressoru reaktorun güc sıxlığına uyğun oksidləşdirici (hava) təmin edə bilər. Yüksək təzyiq nisbəti, kiçik həcm, aşağı səs-küy, böyük güc, yağsız və kompakt quruluş üstünlüklərinə malikdir. Ümumi bortda olan yanacaq hüceyrəli hava kompressoru mərkəzdənqaçma, vida, sürüşdürmə və s. növlərinə malikdir. Hal-hazırda, vidalı hava kompressorları geniş istifadə olunur, lakin mərkəzdənqaçma hava kompressorları yaxşı hermetikliyi, yığcam quruluşu, kiçik vibrasiya və yüksək enerjiyə çevrilmə səmərəliliyi səbəbindən daha çox tətbiq perspektivinə malikdir. Hava kompressorunun, yatağın, motorun əsas komponentlərində darboğaz texnologiyası, aşağı qiymət, sürtünməyə davamlı örtük materialı da inkişafın diqqət mərkəzindədir. General Electric, United Technologies, Prager Energy, Almaniyanın Xcellsis, Kanadanın Ballard Power Systems və Yaponiyanın Toyota Motor Corporation şirkətlərinin hamısı kommersiya hava kompressoru məhsul xəttinə malikdir.