燃料電池はどのように分類されますか?

1. 高分子電解質膜 (PEM) 燃料電池:PEM 燃料電池は、固体高分子膜を電解質として使用します。これらは低温から中温 (通常は約 80 ～ 100°C) で動作し、起動時間の短縮、高効率、低排出で知られています。 PEM 燃料電池は、乗用車、バス、フォークリフトなどの輸送用途で広く使用されています。

2. アルカリ燃料電池 (AFC):AFC は、電解質としてアルカリ溶液 (通常は水酸化カリウム) を使用します。これらは低温 (室温付近) で動作し、高い出力密度と速い反応速度を特徴としています。ただし、AFC の耐久性は限られており、二酸化炭素不純物の影響を受けやすいです。これらは主に宇宙船などの特定の用途に使用されます。

3. 直接メタノール燃料電池 (DMFC):DMFC は電解質として陽子交換膜 (PEM) を利用しますが、水素の代わりにメタノールを燃料として直接使用します。メタノールは水素よりも保管と取り扱いが容易なため、DMFC は携帯用アプリケーションにとってより便利です。ただし、DMFC は水素燃料電池に比べて効率が低く、燃料消費量が多くなります。

4. 固体酸化物燃料電池 (SOFC):SOFC は、電解質として固体酸化物セラミック材料 (イットリア安定化ジルコニアなど) を使用します。高温 (通常約 800 ～ 1000 ℃) で動作するため、効率的な電気化学反応が可能になります。 SOFC は燃料の柔軟性が高く、天然ガス、メタン、プロパンなどのさまざまな燃料を使用できます。ただし、起動時間が長くなり、製造がより複雑になります。 SOFC は定置型発電用途向けに開発されています。

5. 溶融炭酸塩燃料電池 (MCFC):MCFC は、電解質として溶融炭酸塩 (炭酸リチウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウムの混合物) を使用します。これらは中間温度 (約 650 ～ 700°C) で動作し、高い燃料利用率と二酸化炭素耐性を特徴としています。 MCFCは主に大規模発電システムに適しています。

6. リン酸燃料電池 (PAFC):PAFC は電解質としてリン酸を利用し、比較的低温 (約 150 ～ 200°C) で動作します。これらは長期安定性と信頼性が高いことで知られており、定置型発電用途に適しています。ただし、PAFC は他のタイプの燃料電池に比べて出力密度と効率が低くなります。

これらは燃料電池の主要なカテゴリの一部であり、それぞれに独自の特性、利点、用途があります。