El alto costo limita la comercialización de celdas de combustible demasiado pronto

Cuando la industria de las baterías de energía tiene raras oportunidades, las celdas de combustible también marcan el comienzo de un rápido desarrollo. En comparación con las baterías de litio, las celdas de combustible tienen las ventajas de una alta eficiencia de conversión de energía, una larga vida útil, una menor carga de trabajo de mantenimiento y un suministro continuo de energía de alta potencia. Sin embargo, debido a diversas limitaciones, la industria de las pilas de combustible aún se encuentra en la etapa de comercialización y todavía queda un largo camino por recorrer antes de su aplicación a gran escala.

El alto costo restringe la comercialización de celdas de combustible demasiado pronto

El impulso de desarrollo de las pilas de combustible está mejorando

La investigación y el desarrollo de las pilas de combustible ha supuesto una profunda revolución en los dispositivos electrónicos portátiles y también afectará al sistema de suministro de energía centralizado en la industria automotriz, las residencias y todos los aspectos de la sociedad. Llevará a las personas del suministro de energía centralizado a una nueva era de suministro de energía descentralizado. Aunque la energía solar puede reemplazar algunas fuentes de energía, está restringida por el tiempo y el clima, y ​​existen problemas de seguridad en el uso de la energía nuclear. La fuente de alimentación de celda de combustible, sin emisiones de dióxido de carbono, resuelve el problema de la contaminación ambiental global causada por la generación de energía térmica, y es una energía pura, verde y limpia. Con la solución de los cuellos de botella técnicos clave de las celdas de combustible, así como el desarrollo, la investigación y la comercialización de nuevas tecnologías, la tecnología de celdas de combustible seguramente marcará el comienzo de amplias perspectivas de desarrollo.

Los datos muestran que de 2010 a 2015, los envíos globales acumulados de pilas de combustible fueron de unas 289 900 unidades, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 32 %. En 2015, el envío de pilas de combustible fue de unas 71.500 unidades, un incremento interanual del 12,42%.

En términos de capacidad de envío, de 2010 a 2015, la capacidad global acumulada del sistema de envío de celdas de combustible fue de aproximadamente 1110,7 MW, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 30 %. En 2015, la capacidad del sistema de envíos de celdas de combustible fue de aproximadamente 342,7 MW, un aumento interanual del 84,84 %. Puede verse que con la madurez gradual de la tecnología de celdas de combustible y la diversificación de los campos de aplicación, la capacidad de una sola pila de celdas de combustible está creciendo rápidamente.

Restricciones en el desarrollo de pilas de combustible

En primer lugar, el alto costo es un factor clave que restringe la industrialización de las celdas de combustible. La proporción más alta de los costos de las celdas de combustible es la pila de celdas de combustible, seguida de los tanques de combustible de hidrógeno y los accesorios de la batería. Si las celdas de combustible se van a comercializar en el futuro y competir con los vehículos con motor de combustión interna, el costo de las pilas de celdas de combustible debe reducirse, lo que implica principalmente el costo de los componentes clave, incluidos: catalizadores de platino, membranas de electrolitos, placas bipolares, tanques de combustible de hidrógeno y Baterías Accesorios.

Factores que restringen el costo de la industrialización de celdas de combustible

En segundo lugar, hay muchos tipos de celdas de combustible. Entre ellos, el principal problema de la investigación y el desarrollo de celdas de combustible de hidrógeno es resolver la fuente de hidrógeno, es decir, cómo producir hidrógeno a bajo costo. Los métodos industriales tradicionales de producción de hidrógeno se basan principalmente en la producción de hidrógeno a partir de materiales fósiles y la producción de hidrógeno por electrólisis del agua. Con la creciente demanda de producción de hidrógeno a gran escala, también se han utilizado ampliamente métodos como la producción biológica de hidrógeno, la producción termoquímica de hidrógeno y la producción solar fotocatalítica de hidrógeno. Desde la perspectiva del costo, en la etapa inicial de la promoción de las celdas de combustible, el enfoque principal debe ser la producción descentralizada de hidrógeno, que puede controlar aún más el costo y es conveniente de usar. Sin embargo, con el desarrollo a gran escala de las pilas de combustible en el futuro, se destacarán aún más las ventajas económicas y medioambientales de la producción centralizada de hidrógeno.

En tercer lugar, el factor restrictivo más importante para la promoción de los vehículos de pila de combustible es la falta de instalaciones de apoyo, es decir, la tasa de cobertura de las estaciones de servicio de hidrógeno es demasiado pequeña, y su alto costo de construcción también hace que la construcción de estaciones de servicio de hidrógeno sea solo como operaciones experimentales. Actualmente, China cuenta con 4 estaciones de servicio de hidrógeno, todas ellas en estado de demostración y aún no comercializadas, pero están lejos de ser suficientes para cumplir con los requisitos de la industrialización de las pilas de combustible.

Por último, cuestiones de almacenamiento y seguridad. El hidrógeno generalmente se almacena y transporta en 3 formas: gas a alta presión, líquido y estado hidruro. A corto plazo, el almacenamiento de hidrógeno en tanques de alta presión sigue siendo el principal medio de almacenamiento y transporte de hidrógeno. Sin embargo, a la larga, se necesitan materiales de almacenamiento de hidrógeno con alta capacidad de almacenamiento de hidrógeno, alta seguridad, tasa rápida de absorción/desorción de hidrógeno, larga vida útil y bajo costo. Por lo tanto, los materiales de almacenamiento de hidrógeno a baja o normal presión, como los materiales livianos de almacenamiento de hidrógeno y los materiales orgánicos de almacenamiento de hidrógeno líquido, se convertirán en el foco del desarrollo futuro.