電気タービン

​​​​​​​商用車における吸気​​​​​​​

• 吸気には、エンジンや燃料電池システム内の空気の流れを管理および制御することが含まれます。 
• 空気の取り込み、圧縮、および排出が含まれます。ICEでは、燃料の燃焼にクリーンな空気を確保し、パフォーマンスの最適化と排出ガスの制御を行うため、吸気が重要となります。
• PEMFCシステムでは、吸気アーキテクチャとテクノロジーが低圧システムから高圧のeコンプレッサーへと進化しました。そして現在、進化はeターボに向かっています。 
• これらの開発は、燃料電池への効率的な空気の供給の必要性を原動力としており、出力密度の向上とシステム効率の最適化を後押ししています。 
• PEMFCでは、空気（酸素）がPEM膜を通して陽子を引き寄せ、電子を作用させます。 
• 流動する空気が多いほどより多くの電子（電流）が生成され、その結果より多くの電力が得られるようになります。 

内燃機関（ICE）の進歩

• 内燃機関では、エンジン内部の空気を燃料することで動力を発生させます。 
• 空気と燃料を燃焼室に引き込み混合気を圧縮・点火し、発生する爆発でピストンを駆動します。 
• ピストン運動を回転運動に変換し、車両から発電機まであらゆるものにパワーを優れた効率で供給します。 
• このシステムは元来、ガソリンやディーゼルなどの化石燃料と空気のみとの相互作用によるものでしたが、現在ではバイオ燃料、アンモニア、水素といった代替燃料も含まれるようになりました。 
• ICE技術は、燃料効率の向上、排出量の削減、再生可能燃料への適応とともに進歩してきました。しかしよりクリーンなエネルギー源を求めるのであれば、プロトン交換膜燃料電池（PEMFC）などのテクノロジーを考慮に入れる必要があるでしょう。

PEMFCはどのように機能するのか

• プロトン交換膜燃料電池（PEMFC）は、電気化学反応による発電を行います。
• 水素ガスはアノード側に供給され、酸素はカソード側に供給されます。
   
• アノードでは、水素分子は陽子と電子に分離されます。
• 電子は外部回路を通過し、電気を生成します。
• 陽子は膜を通って陰極に至ります。
• カソードでは、陽子が電子と再結合して酸素と反応します。
   
• 副産物は水と熱のみとなります。 
• PEMFCは、長距離のヘビーデューティーオペレーションにおいて、商用車両への素早い燃料補給、効率性の強化、信頼性の向上をもたらします。
  
   

ICEからPEMFCへ：進化する吸気

• ICEは排気からのエネルギーを使用して吸気を行う一方で、PEMFCは高速電気モーターを必要とします。効率と性能の向上を目的に、高圧eコンプレッサーとeターボが開発されました。
• ICEではオイルのある程度の汚れは許容されますが、PEMFCでは膜の劣化を防ぐ観点から油分を含まない空気の供給が必要となります。
• PEMFCのeターボは、排気エネルギーを活用することでモーターサイズと寄生負荷を縮小し、燃費と出力密度を向上させます。また、eターボはコンプレッサーの電力需要とエネルギー回生が最大になる時に空気を供給することで、高地での性能を向上させます。
• これらの違いがあるにもかかわらず、 PEMFCの吸気アーキテクチャは基本的に同じままです。