Kui me räägime tuleviku energiatest, tuleb alati meelde vesinik kui kütus. Sel juhul on vesinikuelement ta on alati olnud kohal peaaegu igas vestluses, mis on seotud taastuvenergia ja energia üleminekuga. Energia üleminekul, kus soovite vähendada fossiilkütuste tarbimist, vajate linnas jätkusuutlikku liikuvust. Just siin on üleminekuks hädavajalik vesinikaku abil, kuna see võib lisaks muudele sektoritele olla võtmetähtsusega ka kasvuhoonegaaside heitmeteta autodes.
Seetõttu pühendame selle artikli, et teile öelda kõik, mida peate teadma vesiniku eluea ja selle omaduste kohta.
Mis on vesinikaku
Kui räägime vesinikakuist, mõtleme seda elektrokeemiline seade, mis on võimeline muundama tema salvestatud kütuse keemilise energia elektrienergiaks. See kütus, mida hoitakse hiljem elektrienergiaks muundamiseks, on vesinik. Seetõttu saab vesinikelemendi abil töötada mis tahes seadme, millel on need omadused.
Vesinikaku suurim levik on tänapäeval elektriauto mootori toide, ehkki see pole ainus. Niikaua kui elemendis on kütust, on see võimeline varustama energiat ja tühjenedes saab seda uuesti täita.
põhijooned
Analüüsime, millised on vesinikuelemendi peamised osad:
- Anood: see on kuhja negatiivne osa. See on tuntud negatiivse pooluse nime all ja vastutab vesinikust eralduvate elektronide juhtimise eest, et välises elektriahelas saaks neid kasutada.
- Katood: a on aku positiivne poolus. See vastutab hapniku jaotamise eest katalüsaatori pinnale ja kõigi elektronide tagasi juhtimise eest. Tänu sellele protsessile saab neid uuesti kombineerida.
- Elektrolüüt: see oli valmistatud materjalist, mida töödeldi nii, et see suudab juhtida ainult positiivselt laetud ioone. Elektrolüüt võib lõpuks elektronid blokeerida.
- Katalüsaator: See on materjal, mis vastutab hapniku ja vesiniku keemilise reaktsiooni hõlbustamise eest. See reaktsioon on vajalik elektri tootmiseks. Kõige tavalisem on see, et see on valmistatud väga õhukesest plaatina nanoosakeste kihist süsinikpaberil või riidel.
Vesinikelemendi töö
Kui teame vesinikuelemendi põhiomadusi ja osi, näeme, kuidas see töötab. Me teame, et rõhu all olev vesinik siseneb rakku anoodi küljelt. Kui vesinik siseneb, surub see gaas rõhu kaudu läbi katalüsaatori. Kui vesiniku molekul puutub kokku plaatinaga, mis on katalüsaatori komponendi osa, see on jagatud 2 prootoniks ja 2 elektroniks.
Elektronid juhitakse läbi anoodi välisele vooluringile. Just siin vastutavad nad vajaliku töö tegemise eest, et anda energiat selle energiale, mida antakse. Näiteks võib seda tellida elektrimootori toitmiseks. Kui energiaallikas on varustatud, pöörduvad nad katoodi osa kaudu tagasi aku juurde. Kui oleme katoodi juures, läbib hapnik katalüsaatori ja moodustab kaks hapniku aatomit, mis on väga negatiivselt laetud. See negatiivne laeng meelitab varasematest prootoneid ja nad ühenduvad koos kahe elektroniga, mis naasevad välisse vooluringi. Kõik see moodustab veemolekuli.
Eelis
Analüüsime, millised on vesinikpatareide eelised teiste taastuvenergial põhinevate kütuste suhtes. Mõned põhjused, miks see kütus on teistest variantidest parem, on järgmised:
- Need ei tekita saastavaid heitmeid: Nagu nägime aku töö kirjeldust, tekitab vesinik pluss hapnik elektrit ja seejärel veeauru. Me teame, et veeaur on kasvuhoonegaas, kuid see on kahjutu. Seda seetõttu, et see on looduslik kasvuhoonegaas.
- See on tõhusam kui sisepõlemismootorid: see mitte ainult ei aita saastata, vaid muudab keemilise energia tõhusamalt elektrienergiaks. Sisepõlemismootor peab muutma kütuse keemilise energia soojuseks ja mehaaniliseks energiaks, mis on võimeline mootorit liikuma. See tekitab nähtuse, mida tuntakse termilise kitsaskohana. See nähtus piirdub vesinikuelemendi energia otsese muundamisega.
- Neil pole liikuvaid osi: statsionaarse osa puudumine muudab selle palju usaldusväärsemaks kui sisepõlemismootor. Sisepõlemismootoris on palju osi, mis võivad laguneda.
- Vesinikku saab toota keskkonnaga palju lugupidavamalt- Erinevalt fossiilkütustest saab vesinikku toota puhtamal viisil. See aitab muuta sellest palju rohelisema energia alternatiivi.
Vesinikuelemendi puudused
Nagu peaaegu kõigi energiaallikate puhul, olgu need siis taastuvad või mitte, on ka siin mõned puudused. Ja just seda tüüpi alternatiivsed energiaallikad esitavad rea väljakutseid, mis praegu takistavad selle levikut kogu maailmas. Vaatame, mis on need puudused:
- Selle hind on kõrge: Kuigi vesinikku on üsna palju, on selle aku kujul kasulikuks muutmine praeguse tehnoloogiaga endiselt ökonoomne.
- See on tuleohtlik: vesinikuelemendi ohutus on jätkuvalt murettekitav, kuna see võib igal ajal süttida.
- Hoiustamine ja transportimine on keeruline: Erinevalt teistest kütustest, näiteks kivisüsi, on seda raskem ladustada ja transportida.
Vesinikku saab puhtalt toota veest, kuid see on energiamahukas protsess. Praegu on kõige ökonoomsem protseduur vesiniku ekstraheerimiseks looduslikest kivisöest. Sel põhjusel pärineb valdav osa vesinikust, mida toodetakse, fossiilkütustest, mistõttu seda ei saa pidada täielikult taastuvenergiaks.
Loodan, et selle teabe abil saate vesinikaku ja selle omaduste kohta lisateavet.