Когато говорим за енергиите на бъдещето, водородът като гориво винаги идва на ум. В този случай, водородна клетка той винаги е присъствал в почти всеки разговор, свързан с възобновяемата енергия и енергийния преход. В енергиен преход, при който искате да намалите потреблението на изкопаеми горива, имате нужда от устойчива мобилност в един град. Тук е от съществено значение преходът да се осъществи с помощта на водородна батерия, тъй като в допълнение към други сектори той може да бъде ключов за автомобили без емисии на парникови газове.
Затова ще посветим тази статия, за да ви разкажем всичко, което трябва да знаете за живота на водорода и неговите характеристики.
Какво е водородна батерия
Когато говорим за водородна батерия, имаме предвид електрохимично устройство, което е способно да преобразува химическата енергия на запасеното от него гориво в електрическа енергия. Това гориво, което се съхранява, за да се трансформира по-късно в електрическа енергия, е водород. Следователно водородната клетка може да се използва за захранване на всяко устройство, което има тези характеристики.
Най-широкото приложение на водородната батерия днес е за задвижване на двигателя на електрическа кола, въпреки че не е единственото. Докато клетката има гориво, тя е в състояние да доставя енергия и когато се изпразни, може да се напълни отново.
ключови характеристики
Ще анализираме кои са основните части на водородната клетка:
- Анод: това е отрицателната част на купчината. Той е известен с името на отрицателния полюс и е отговорен за провеждането на електроните, които се отделят от водорода, за да могат да бъдат използвани от външната електрическа верига.
- Катод: a е положителният полюс на батерията. Той е отговорен за разпределението на кислорода на повърхността на катализатора и за връщането на всички електрони обратно. Благодарение на този процес те могат да бъдат рекомбинирани.
- Електролит: направен е от материал, обработен по такъв начин, че да може да провежда само йони, които са положително заредени. Електролитът в крайна сметка може да блокира електроните.
- Катализатор: Това е материал, който е отговорен за улесняването на химическата реакция между кислород и водород. Тази реакция е необходима, за да може да се генерира електричество. Най-нормалното е, че е направен от много тънък слой платинени наночастици върху въглеродна хартия или плат.
Работа на водородна клетка
След като познаем основните характеристики и частите на водородната клетка, ще видим как тя работи. Знаем, че водородът под налягане навлиза в клетката от страната на анода. Когато водородът влезе, той притиска този газ през катализатора под налягане. Когато молекулата на водорода влезе в контакт с платина, която е част от катализаторния компонент, той е разделен на 2 протона и 2 електрона.
Електроните се провеждат през анода към външната верига. Тук те отговарят за извършването на необходимата работа за захранване на енергията на това, което се дава. Например, може да бъде поръчано да захранва електрически мотор. След като бъде доставен енергийният източник, те се връщат към батерията през катодната част. След като сме на катода, кислородът преминава през катализатора и образува два кислородни атома, които са много отрицателно заредени. Този отрицателен заряд привлича протоните от преди и те се комбинират заедно с два електрона, които се връщат във външната верига. Всичко това образува водна молекула.
Предимство
Ще анализираме какви са предимствата, които водородните клетки имат по отношение на други горива, базирани на възобновяеми енергии. Някои от причините, поради които това гориво превъзхожда другите варианти, са следните:
- Те не произвеждат замърсяващи емисии: Както видяхме описанието на работата на батерията, водородът и кислородът генерират електричество и след това водни пари. Знаем, че водните пари са парникови газове, но са безвредни. Това е така, защото това е естествен парников газ.
- Той е по-ефективен от двигателите с вътрешно горенеТой не само помага да не замърсявате, но и трансформира по-ефективно химическата енергия в електрическа. Двигателят с вътрешно горене трябва да преобразува химическата енергия на горивото в топлина и тази механична енергия, която може да движи двигателя. Това поражда явление, което е известно като термично тясно място. Това явление е ограничено до директното преобразуване на енергията, произведена от водородната клетка.
- Те нямат движещи се части: липсата на неподвижна част го прави много по-надежден от двигателя с вътрешно горене. В двигателя с вътрешно горене има много части, които могат да се разпаднат.
- Водородът може да се произвежда по много по-екологичен начин- За разлика от изкопаемите горива, водородът може да се произвежда по-чист начин. Това допринася за превръщането му в много по-екологична енергийна алтернатива.
Недостатъци на водородната клетка
Както при почти всеки източник на енергия, независимо дали е възобновяем или не, и тук има някои недостатъци. И е, че този вид алтернативен източник на енергия представлява поредица от предизвикателства, които за момента не позволяват той да бъде широко разпространен по целия свят. Нека да видим кои са тези недостатъци:
- Цената му е висока: Въпреки че водородът е доста в изобилие, използването му под формата на батерия все още е неикономично при съвременните технологии.
- Запалим е: безопасността на водородната клетка остава загрижена, тъй като тя може да се запали по всяко време.
- Трудно е да се съхранява и транспортира: За разлика от други горива като въглища, по-трудно е да се съхраняват и транспортират.
Водородът може да се получи чисто от вода, но това е енергоемък процес. В момента най-икономичната процедура е извличането на водород от природните въглища. Поради тази причина по-голямата част от водорода, който се произвежда, идва от изкопаеми горива, така че не може да се счита за напълно възобновяема енергия.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за водородната батерия и нейните характеристики.