Kad govorimo o energijama budućnosti, vodonik kao gorivo uvijek nam padne na pamet. U ovom slučaju, vodonična ćelija uvijek je bio prisutan u gotovo svim razgovorima koji su povezani s obnovljivom energijom i energetskom tranzicijom. U energetskoj tranziciji u kojoj želite smanjiti potrošnju fosilnih goriva, potrebna vam je održiva mobilnost u gradu. Tu je presudno da se tranzicija dogodi pomoću vodikove baterije, jer pored ostalih sektora ona može biti ključna u automobilima bez emisije stakleničkih plinova.
Stoga ćemo ovaj članak posvetiti kako bismo vam ispričali sve što trebate znati o životu vodika i njegovim karakteristikama.
Šta je vodonična baterija
Kada govorimo o vodoničnoj bateriji, mislimo elektrokemijski uređaj koji je sposoban pretvoriti hemijsku energiju goriva koje skladišti u električnu energiju. Ovo gorivo koje se skladišti da bi se kasnije transformiralo u električnu energiju je vodonik. Stoga se vodonična ćelija može koristiti za napajanje bilo kojeg uređaja koji ima ove karakteristike.
Danas je najraširenija primjena hidrogenske baterije za pokretanje motora električnog automobila, iako nije jedina. Sve dok ćelija ima gorivo, sposobna je opskrbljivati energijom i kad se isprazni, može se ponovno napuniti.
Glavne karakteristike
Analizirat ćemo koji su glavni dijelovi vodonične ćelije:
- Anoda: to je negativni dio hrpe. Poznat je pod imenom negativni pol i odgovoran je za provođenje elektrona koji se oslobađaju od vodonika kako bi ih mogli koristiti vanjski električni krug.
- Katoda: a je pozitivni pol baterije. Odgovoran je za distribuciju kisika na površinu katalizatora i povratak svih elektrona. Zahvaljujući ovom procesu mogu se rekombinovati.
- Elektrolit: napravljen je od materijala obrađenog tako da može provoditi samo jone koji su pozitivno nabijeni. Elektrolit na kraju može blokirati elektrone.
- Katalizator: To je materijal koji je odgovoran za olakšavanje kemijske reakcije između kisika i vodika. Ova reakcija je neophodna da bi se mogla proizvesti električna energija. Najnormalnija stvar je da je napravljena od vrlo tankog sloja nanočestica platine na karbonskom papiru ili platnu.
Rad vodonik ćelije
Jednom kada spoznamo glavne karakteristike i dijelove vodonične ćelije, vidjet ćemo kako ona djeluje. Znamo da vodonik pod pritiskom ulazi u ćeliju sa strane anode. Kada vodonik uđe, taj gas pritiska kroz katalizator. Kada molekul vodika dođe u kontakt s platinom, koja je dio katalizatorske komponente, podijeljen je na 2 protona i 2 elektrona.
Elektroni se provode kroz anodu do vanjskog kruga. Ovdje su oni zaduženi za obavljanje potrebnog posla za napajanje energijom onoga što se daje. Na primjer, može se naručiti za pogon električnog motora. Kad se izvor energije opskrbi, vraćaju se u bateriju kroz katodni dio. Jednom kad smo na katodi, kisik prolazi kroz katalizator i stvara dva atoma kisika koji su vrlo negativno nabijeni. Ovaj negativni naboj privlači protone od prije i oni se kombiniraju zajedno s dva elektrona koji se vraćaju u vanjski krug. Sve ovo tvori molekul vode.
Ventajas
Analizirat ćemo koje su prednosti ćelija vodonika u odnosu na druga goriva temeljena na obnovljivim energijama. Neki od razloga zašto je ovo gorivo superiornije od ostalih opcija su sljedeći:
- Oni ne proizvode zagađujuće emisije: Kao što smo vidjeli opis rada baterije, vodonik i kiseonik proizvode električnu energiju, a zatim vodenu paru. Znamo da je vodena para staklenički plin, ali je bezopasna. To je zato što je to prirodni staklenički plin.
- Učinkovitiji je od motora sa unutrašnjim sagorijevanjemNe samo da pomaže da se ne zagađuje, već i efikasnije pretvara hemijsku energiju u električnu. Motor sa unutrašnjim sagorijevanjem mora pretvoriti kemijsku energiju goriva u toplinu i ovu mehaničku energiju koja može pokretati motor. Ovo stvara fenomen koji je poznat kao termalno usko grlo. Ova pojava ograničena je na direktnu pretvorbu energije koju stvara vodonična ćelija.
- Nemaju pokretne dijelove: bez stacionarnog dijela čini ga mnogo pouzdanijim od motora sa unutrašnjim sagorijevanjem. U motoru sa unutrašnjim sagorijevanjem postoji mnogo dijelova koji se mogu pokvariti.
- Vodik se može proizvesti na mnogo ekološki prihvatljiviji način- Za razliku od fosilnih goriva, vodonik se može proizvoditi na čistiji način. To doprinosi tome da postane mnogo zelenija energetska alternativa.
Mane vodonične ćelije
Kao i kod skoro svakog izvora energije, bilo obnovljive ili ne, i tu postoje neki nedostaci. Činjenica je da ovaj tip alternativnog izvora energije predstavlja niz izazova koji trenutno sprečavaju njegovo širenje širom svijeta. Pogledajmo koji su to nedostaci:
- Njegova cijena je visoka: Iako je vodonika prilično puno, njegovo korištenje u obliku baterije i dalje je neekonomično sa trenutnom tehnologijom.
- Zapaljiv je: sigurnost vodikovih ćelija ostaje zabrinjavajuća jer se ona može zapaliti u bilo kojem trenutku.
- Teško je čuvati i prevoziti: Za razliku od ostalih goriva, poput ugljena, teže ih je skladištiti i transportovati.
Vodik se može proizvesti čisto iz vode, ali to je energetski intenzivan proces. Trenutno je najekonomičniji postupak vađenje vodonika iz prirodnog ugljena. Iz tog razloga, velika većina vodika koji se proizvodi dolazi iz fosilnih goriva, tako da se ne može smatrati potpuno obnovljivom energijom.
Nadam se da ćete s ovim informacijama saznati više o vodikovoj bateriji i njezinim karakteristikama.