水素燃料電池用ダイアフラムポンプの重要な役割
持続可能なエネルギーソリューションの追求において燃料電池用ダイアフラムポンプは燃料電池システムにおける水素管理の重要なコンポーネントとして正確な制御、安全性、効率性を実現しています。
世界が脱炭素化に向けて動き出す中、水素燃料電池はより持続可能なエネルギー生成の基盤技術として注目されています。このシステムでは燃料電池用ダイアフラムポンプが水素の再循環から凝縮水の管理まで性能と寿命に直接影響するいくつかの重要な機能を果たしています。
未来を動力源とする：水素燃料電池が都市を変革する
韓国の大都市である平沢（ピョンテク）や南楊州（ナムヤンジュ）などでは、水素を動力源とするシステムが電力網、交通網、地域社会に統合されることで燃料電池技術の現在の可能性が既に示されています。これらの都市では例えば新しい大規模な住宅やオフィスビルは持続可能なエネルギーソリューションで自給自足することが求められています。風力や太陽光発電などの再生可能エネルギー源と並んで燃料電池はこれらの取り組みの重要な要素となっています。これらのシステムは1モジュールあたり最大10kWの電力を生成し、シリアル接続によりより高い出力を実現できます。他のエネルギー源が十分な出力を提供できない場合や停電時などに電力のギャップを埋めるのに特に有用です。
これらのシステムの心臓部にはさまざまな固有の課題と最も厳しい安全基準を満たす必要のある、いくつかの異なる燃料電池用ダイアフラムポンプが使用されています。例えば使用される水素は空気と混合すると爆発性の高い混合物を形成し、ごくわずかなエネルギーで発火する危険性があるため取り扱いが困難です。このような特性があるためシステムの故障や潜在的な危険を防ぐためには完全なリーク防止が不可欠です。さらに水素は分子サイズが小さいためごくわずかなリーク経路からも漏れやすいという特徴があります。そのため信頼性の高いシールと安全な動作を確保するには、高品質の材料と精密なエンジニアリングが必要です。
燃料電池用ダイアフラムポンプのさまざまな役割
燃料電池に純粋な水素を直接使用できない場合、まず天然ガスやバイオマスなどの水素キャリアから水素を抽出する必要があります。KNF の N 938 ダイアフラムガスポンプやKNF FM 50 または FP 25 などの対応する液体ポンプなどのポンプはこの製造プロセスにおいて重要な役割を果たしています。
天然ガス抽出プロセスは蒸気メタン改質から始まります。この工程ではガスポンプが天然ガスを改質器①に供給する一方、液体ポンプが脱イオン水②を供給します。改質器内では水が加熱されて蒸気を生成します。この蒸気は高温の触媒反応により天然ガスと反応し水素（H2）と一酸化炭素（CO）を含むガス混合物を生成します。CO は毒性が高く可燃性であり、燃料電池を損傷する可能性があるため下流の優先酸化 (PROX) ユニットに送られ二酸化炭素 (CO2) に変換されます。この変換後、水素はさらに精製され燃料電池アプリケーションで使用するための厳しい品質要件を満たします。
精製された水素は燃料電池に流れ込みそこで酸素と電気化学反応を起こして電気、水、熱を発生します。陽極では水素分子がプロトンと電子に分解され、さまざまなアプリケーションの動力源として利用できる電流が発生します。陰極ではプロトン、電子、酸素が結合して水になります。この水は蓄積して燃料電池の部品を損傷するおそれがあるため効果的に管理する必要があります。多くのシステムでは生成された水は重力によって、場合によってはインペラーポンプを使用して除去されます。しかし能動的な除去が必要な場合、FF 12 や FP 7 液体ダイアフラムポンプ ③ などの KNF ダイアフラムポンプは長寿命と卓越した信頼性を備えた、最適なソリューションとなります。
上記の N 938 などの燃料電池用ダイアフラムポンプのもう ひとつのアプリケーションは燃料電池システム内の水素再循環です。未反応の水素は再利用されるため効率が最大になり無駄が最小限に抑えられます ④。ダブルヘッド構成で使用した場合の最大流量は 60 l/min であり効率的な水素処理に最適です。さらに水素再循環ポンプとしてカスタマイズする場合（例えば、陽極酸化アルミニウム製ポンプヘッドを追加するなど）にはN 938は湿ったガスを信頼性高く処理できます。この機能は燃料電池内の反応条件を最適化するために不可欠です。必要に応じて燃料電池スタックから生成される正圧の吸込圧力で動作可能でありシステム統合の柔軟性を高め性能と効率の向上を実現します。
カスタマイズ可能なダイアフラムポンプがより持続可能なエネルギーへの移行をサポート
KNF のダイアフラムポンプは燃料電池システムの特定の要件に合わせて幅広くカスタマイズ可能です。その堅牢な設計により信頼性が不可欠なアプリケーションに最適です。長寿命でメンテナンスもほとんど不要なこのダイアフラム燃料電池ポンプは輸送、定置発電、産業システムなどの重要なアプリケーションに求められる信頼性を提供します。都市の発展が進む中、韓国は都市環境に持続可能なエネルギー源をうまく統合した好例となっています。KNF のガスおよび液体用ダイアフラムポンプはよりクリーンなエネルギーソリューションへの移行においてますます重要な役割を果たすでしょう。
