Quan parlem d'energies de el futur sempre se'ns ve al cap l'hidrogen com a combustible. En aquest cas, la pila d'hidrogen ha estat sempre present en gairebé qualsevol conversa que tingui a veure sobre energies renovables i la transició energètica. En una transició energètica on es vol reduir el consum de combustibles fòssils, es necessita una mobilitat sostenible a una ciutat. És aquí on es fa fonamental perquè la transició es produeixi utilitzar la pila d'hidrogen, ja que pot ser clau en els cotxes sense emissions de gasos d'efecte hivernacle, a més d'altres sectors.
Per això, dedicarem aquest article a explicar-tot el que has de saber sobre la vida d'hidrogen i les seves característiques.
Què és una pila d'hidrogen
Quan parlem d'una pila d'hidrogen ens referim a un dispositiu electroquímic que és capaç de convertir l'energia química de el combustible que emmagatzema en energia elèctrica. Aquest combustible que és emmagatzemat per a posteriorment transformar-se en energia elèctrica és hidrogen. Per tant, es pot emprar la pila d'hidrogen per alimentar qualsevol aparell que tingui aquestes característiques.
L'aplicació més estesa en l'actualitat de la pila d'hidrogen és la d'alimentar el motor d'un cotxe elèctric, tot i que no és l'única. Mentre la pila tingui combustible, és capaç de subministrar energia i, quan es buida, si pot omplir de nou.
característiques principals
Anem analitzar quines són les principals parts d'una pila d'hidrogen:
- ànode: és la part negativa de la pila. Se li coneix amb el nom de el pol negatiu i s'encarrega de conduir els electrons que són alliberats l'hidrogen perquè puguin ser usats pel circuit elèctric extern.
- càtode: a és el pol positiu de la pila. S'encarrega de distribuir l'oxigen a la superfície de l'catalitzador i de conduir tots els electrons de tornada. És gràcies a aquest procés pel que es poden recombinar.
- electròlit: Estava fet d'un material tractat de tal manera que només pot conduir ions que estiguin carregats positivament. L'electròlit poden arribar a bloquejar als electrons.
- catalitzador: és un material que s'encarrega de facilitar la reacció química entre l'oxigen i l'hidrogen. Aquesta reacció és necessària per poder generar l'electricitat. El més normal és que aquest fet d'una capa molt fina de nanopartícules de platí sobre paper carbó o tela.
Funcionament d'una pila d'hidrogen
Un cop coneixem les característiques principals i les parts per les quals està formada una pila d'hidrogen, veurem com és el seu funcionament. Sabem que l'hidrogen pressuritzat entra a la pila per part la part d'ànode. Quan l'hidrogen entra força aquest gas a través del catalitzador mitjançant pressió. Quan la molècula d'hidrogen entra en contacte amb el platí, que és part de l'component de l'catalitzador, es divideix en 2 protons i 2 electrons.
Els electrons són conduïts a través del ànode fins arribar a el circuit extern. És aquí on s'encarreguen de realitzar la tasca necessària per alimentar l'energia del que s'estigui atorgant. Per exemple, es pot encarregar de alimenten un motor elèctric. Un cop ha alimentat la font d'energia tornen a la pila per la part de càtode. Un cop ens trobem en el càtode, l'oxigen passa a través de l'catalitzador i formada dos àtoms d'oxigen que estan carregats molt negativament. Aquesta càrrega negativa atrau els protons d'abans i es combinen junts amb dos electrons que tornen a circuit extern. Tot això forma una molècula d'aigua.
Avantatges
Anem analitzar quins són els avantatges que tenen les piles d'hidrogen respecte a altres combustibles basats en energies renovables. Alguns dels motius pels quals aquest combustible superior a altres opcions són els següents:
- No produeixen emissions contaminants: La com hem vist la descripció de l'funcionament de la pila, l'hidrogen més l'oxigen genera electricitat i després vapor d'aigua. Sabem que el vapor d'aigua és un gas d'efecte hivernacle però és inofensiu. Això és degut al fet que és un gas d'efecte hivernacle natural.
- És més eficient dels motors de combustió: No només ajuda a no contaminar, sinó que també transforma l'energia química en elèctrica de manera més eficient. El motor de combustió de convertir l'energia química de combustible en calor i aquest energia mecànica que sigui capaç de moure un motor. Això produeix un fenomen que és conegut amb el nom de coll d'ampolla tèrmic. Aquest fenomen es limita amb la conversió directa d'energia que fa la pila d'hidrogen.
- No tenen parts mòbils: al no tenir cap part immòbil la fa molt més fiable que un motor de combustió. En un motor de combustió ha moltes peces que poden arribar a fer-se malbé.
- L'hidrogen pot ser produït d'una forma molt més respectuosa amb el medi ambient: A diferència que passa amb els combustibles fòssils, l'hidrogen es pot produir de manera més neta. Això contribueix al fet que sigui una alternativa energètica molt més ecològica.
Desavantatges de la pila d'hidrogen
A l'igual que passa amb gairebé qualsevol font d'energia, ja sigui renovable o no, també hi ha alguns inconvenients. I és que aquest tipus de font alternativa d'energia presenta una sèrie de reptes que, de moment, impedeixen que estigui molt estesa al llarg de el món. Anem a veure quines són aquestes desavantatges:
- El seu preu és alt: encara que l'hidrogen és bastant abundant, fer-lo útil en forma de pila segueix sent poc econòmic amb la tecnologia actual.
- És inflamable: la seguretat de la pila d'hidrogen segueix sent una preocupació ja que pot incendiar-se en qualsevol moment.
- És difícil emmagatzemar i transportar: a l'contrari que passa amb altres combustibles com és el carbó, és més difícil d'emmagatzemar i transportar.
L'hidrogen es pot produir de manera neta a partir de l'aigua, però és un procés que requereix força energia. En l'actualitat, el procediment més econòmic és extreure hidrogen de l'carbó vagues natural. Per això, la gran majoria d'hidrogen que es produeix ve dels combustibles fòssils, de manera que no es podria considerar de el tot una energia renovable.
Espero que amb aquesta informació puguin conèixer més sobre la pila d'hidrogen i les seves característiques.