Turbine de putere

​​​​​​​Gestionarea aerului în vehiculele comerciale

• Gestionarea aerului implică gestionarea și controlul fluxului de aer în motoare și sisteme cu pile de combustie. 
• Aceasta cuprinde admisia aerului, compresia acestuia și evacuarea gazelor. În ICE, gestionarea aerului este esențială pentru asigurarea disponibilității aerului curat pentru arderea combustibilului, pentru a optimiza performanța și a controla emisiile.
• În sistemele PEM FC, arhitectura și tehnologia gestionării aerului au evoluat de la sisteme de joasă presiune la e-compresoare de înaltă presiune. Acum, acestea avansează spre e-turbo. 
• Aceste evoluții sunt determinate de necesitatea unei alimentări eficiente cu aer a pilei de combustie, asigurând densitate crescută a puterii și eficiență optimizată a sistemului. 
• În PEM FC, aerul (oxigenul) trage protonii prin membrana PEM, permițând electronilor să acționeze. 
• Cu cât se mișcă mai mult aer, cu atât se generează mai mulți electroni (curent), ceea ce duce la mai multă energie. 

Evoluția motoarelor cu ardere internă (ICE)

• Motoarele cu ardere internă ard combustibil cu ajutorul aerului din interior pentru a genera putere. 
• Procesul implică tragerea aerului și a combustibilului într-o cameră de ardere și comprimarea și aprinderea amestecului pentru a genera o explozie care împinge un piston. 
• Această mișcare este apoi tradusă în forță de rotație, alimentând totul, de la vehicule la generatoare, cu o eficiență remarcabilă. 
• Sistemul a depins inițial de interacțiunea dintre aer și combustibilii fosili, cum ar fi benzina sau motorina, însă acum include și combustibili alternativi, cum ar fi biocombustibilii, amoniacul și hidrogenul. 
• Tehnologia ICE a avansat cu îmbunătățiri ale eficienței combustibilului, reducerea emisiilor și adaptarea la combustibili regenerabili. Cu toate acestea, căutarea unor surse de energie mai ecologice presupune în continuare explorarea tehnologiilor, precum pilele cu combustibil cu membrană schimbătoare de protoni (PEM FC).

Cum funcționează PEM FC?

• Pila de combustibil cu membrană schimbătoare de protoni (PEM FC) generează energie prin reacții electrochimice.
• Hidrogenul gazos este introdus în partea anodului, iar oxigenul în
  partea catodului.
• La anod, moleculele de hidrogen sunt separate în protoni și electroni.
• Electronii călătoresc printr-un circuit extern, creând energie electrică.
• Protonii trec prin membrană la catod.
• La catod, protonii se reunesc cu electronii și reacționează
  cu oxigenul.
• Singurele produse secundare sunt apa și căldura. 
• PEM FC permit operațiuni pe distanțe lungi, cu regim greu, cu
  realimentare rapidă pentru vehiculele comerciale, asigurând eficiența
  și fiabilitatea.

De la ICE la PEM FC: evoluția gestionării aerului

• ICE utilizează energia reziduală din evacuare, în timp ce PEM FC au nevoie de motoare electrice de mare turație pentru gestionarea aerului. Compresoarele electrice de înaltă presiune și turbosuflantele electrice au fost dezvoltate pentru a spori eficiența și performanța.
• În cazul ICE, o oarecare contaminare cu ulei este acceptabilă, însă PEM FC au nevoie de o alimentare cu aer fără ulei, pentru a evita degradarea membranei.
• Turbosuflantele electrice din PEM FC valorifică energia reziduală pentru a reduce dimensiunea motorului și sarcina parazitară, sporind economia de combustibil și densitatea puterii. Turbosuflantele electrice îmbunătățesc, de asemenea, capacitățile la altitudine, furnizând aer atunci când cererea de putere a compresorului și potențialul de recuperare a energiei sunt cele mai mari.
• În ciuda acestor diferențe, arhitectura de bază a gestionării aerului în PEM FC rămâne aceeași.