پشته هیدروژن

سلول هیدروژن در موتور

وقتی از انرژی های آینده صحبت می کنیم ، هیدروژن به عنوان سوخت همیشه به ذهن خطور می کند. در این مورد ، سلول هیدروژن او همیشه تقریباً در هر مکالمه ای که مربوط به انرژی های تجدید پذیر و انتقال انرژی باشد ، حضور داشته است. در یک انتقال انرژی که می خواهید مصرف سوخت های فسیلی را کاهش دهید ، به تحرک پایدار در یک شهر نیاز دارید. اینجاست که انتقال برای استفاده از باتری هیدروژن ضروری است ، زیرا علاوه بر سایر بخشها ، می تواند در اتومبیلهای بدون انتشار گازهای گلخانه ای نیز مهم باشد.

بنابراین ، ما قصد داریم این مقاله را به شما اختصاص دهیم تا تمام آنچه را که باید درباره زندگی هیدروژن و ویژگی های آن بدانید به شما بگوییم.

باتری هیدروژن چیست

پشته هیدروژن

منظور ما وقتی از باتری هیدروژن صحبت می کنیم دستگاه الکتروشیمیایی که قادر است انرژی شیمیایی سوختی را که ذخیره می کند به انرژی الکتریکی تبدیل کند. این سوختی که ذخیره می شود تا بعداً به انرژی الکتریکی تبدیل شود ، هیدروژن است. بنابراین ، سلول هیدروژن می تواند برای تأمین انرژی هر وسیله ای که دارای این ویژگی ها است استفاده شود.

امروزه گسترده ترین کاربرد باتری هیدروژن ، تأمین انرژی موتور یک ماشین الکتریکی است ، اگرچه تنها مورد نیست. تا زمانی که سلول سوخت داشته باشد ، توانایی تأمین انرژی را دارد و در صورت تخلیه ، می تواند دوباره پر شود.

ویژگی های کلیدی

ما می خواهیم تجزیه و تحلیل کنیم که کدام قسمت های اصلی سلول هیدروژن هستند:

  • آند: این قسمت منفی شمع است. با نام قطب منفی شناخته می شود و وظیفه هدایت الکترونهایی را دارد که از هیدروژن آزاد می شوند تا بتوانند توسط مدار الکتریکی خارجی استفاده شوند.
  • کاتد: a قطب مثبت باتری است. این وظیفه توزیع اکسیژن به سطح کاتالیزور و عقب بردن تمام الکترون ها را بر عهده دارد. به لطف این روند است که می توان آنها را دوباره ترکیب کرد.
  • الکترولیت: از ماده ای ساخته شده است به گونه ای که فقط قادر به هدایت یونهایی است که دارای بار مثبت هستند. الکترولیت در نهایت می تواند الکترون ها را مسدود کند.
  • کاتالیزور: این ماده ای است که مسئول تسهیل واکنش شیمیایی بین اکسیژن و هیدروژن است. این واکنش برای امکان تولید برق ضروری است. طبیعی ترین چیز این است که از لایه نازکی از نانوذرات پلاتین روی کاغذ یا پارچه کربن ساخته شده است.

عملکرد سلول هیدروژن

سوخت پشته

هنگامی که از خصوصیات اصلی و قسمتهای سلول هیدروژنی مطلع شدیم ، می خواهیم نحوه کار آن را ببینیم. می دانیم که هیدروژن تحت فشار از طرف آند وارد سلول می شود. وقتی هیدروژن وارد می شود ، این گاز را از طریق کاتالیزور تحت فشار وارد می کند. وقتی مولکول هیدروژن با پلاتین که بخشی از جز component کاتالیزور است تماس پیدا می کند ، به 2 پروتون و 2 الکترون تقسیم می شود.

الکترون ها از طریق آند به مدار خارجی هدایت می شوند. در اینجا است که آنها متولی انجام کارهای لازم برای تأمین انرژی اعطا شده هستند. به عنوان مثال ، می توان آن را برای تأمین انرژی یک موتور الکتریکی راه اندازی کرد. پس از تأمین منبع انرژی ، آنها از طریق قسمت کاتد به باتری برمی گردند. هنگامی که به کاتد رسیدیم ، اکسیژن از کاتالیزور عبور کرده و دو اتم اکسیژن تشکیل می دهد که بار منفی زیادی دارند. این بار منفی پروتون ها را از قبل جذب می کند و آنها با هم ترکیب می شوند با دو الکترون که به مدار خارجی برمی گردند. همه اینها یک مولکول آب را تشکیل می دهد.

مزیت

ماشین الکتریکی

ما می خواهیم تجزیه و تحلیل کنیم که باتری های هیدروژنی چه مزیت هایی بابت سایر سوخت های مبتنی بر انرژی های تجدیدپذیر دارند. برخی از دلایل برتری این سوخت از سایر گزینه ها به شرح زیر است:

  • آنها آلایندگی تولید نمی کنند: همانطور که شرح عملکرد باتری را مشاهده کردیم ، هیدروژن بعلاوه اکسیژن برق و سپس بخار آب تولید می کند. ما می دانیم که بخار آب یک گاز گلخانه ای است اما بی ضرر است. دلیل آن این است که این یک گاز گلخانه ای طبیعی است.
  • از موتورهای احتراق کارآمدتر است: نه تنها به عدم آلودگی کمک می کند ، بلکه انرژی شیمیایی را با کارایی بیشتری به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. موتور احتراق باید انرژی شیمیایی سوخت را به گرما و این انرژی مکانیکی تبدیل کند که توانایی حرکت یک موتور را دارد. این پدیده ای را تولید می کند که به عنوان گلوگاه حرارتی شناخته می شود. این پدیده محدود به تبدیل مستقیم انرژی ساخته شده توسط سلول هیدروژن است.
  • آنها هیچ قسمت متحرکی ندارند: نداشتن قطعه ثابت باعث می شود تا قابلیت اطمینان بیشتری نسبت به موتور احتراقی داشته باشد. در موتور احتراق قسمتهای زیادی وجود دارد که می توانند خراب شوند.
  • هیدروژن را می توان با احترام بیشتری با محیط زیست تولید کرد- برخلاف سوخت های فسیلی ، می توان هیدروژن را به روش تمیزتر تولید کرد. این امر به ایجاد یک گزینه انرژی بسیار سبزتر کمک می کند.

معایب سلول هیدروژن

مانند تقریباً در هر منبع انرژی ، تجدید پذیر یا غیر قابل تجدید ، اشکالاتی نیز وجود دارد. و این است که این نوع منبع جایگزین انرژی ، مجموعه ای از چالش ها را به نمایش می گذارد که برای لحظه ای ، از گسترش آن در سراسر جهان جلوگیری می کنند. بیایید ببینیم این معایب چیست:

  • قیمت آن بالا است: اگرچه هیدروژن کاملاً فراوان است ، اما مفید بودن آن به عنوان باتری هنوز هم از نظر اقتصادی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.
  • قابل اشتعال است: ایمنی سلول های هیدروژن همچنان نگران کننده است زیرا در هر زمان می تواند آتش بگیرد.
  • ذخیره و حمل و نقل دشوار است: برخلاف سوخت های دیگر مانند زغال سنگ ، ذخیره سازی و حمل و نقل آن دشوارتر است.

هیدروژن را می توان به طور تمیز از آب تولید کرد ، اما این یک فرآیند انرژی زا است. در حال حاضر ، مقرون به صرفه ترین روش استخراج هیدروژن از گازهای طبیعی است. به همین دلیل ، اکثریت قریب به اتفاق هیدروژنی که تولید می شود از طریق سوخت های فسیلی تأمین می شود ، بنابراین نمی توان آن را کاملاً انرژی تجدید پذیر دانست.

امیدوارم با این اطلاعات بتوانید در مورد باتری هیدروژن و ویژگی های آن بیشتر بدانید.


محتوای مقاله به اصول ما پیوست اخلاق تحریریه. برای گزارش یک خطا کلیک کنید اینجا.

اولین کسی باشید که نظر

نظر خود را بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

*

*

  1. مسئول داده ها: میگل آنخل گاتون
  2. هدف از داده ها: کنترل هرزنامه ، مدیریت نظرات.
  3. مشروعیت: رضایت شما
  4. ارتباط داده ها: داده ها به اشخاص ثالث منتقل نمی شوند مگر با تعهد قانونی.
  5. ذخیره سازی داده ها: پایگاه داده به میزبانی شبکه های Occentus (EU)
  6. حقوق: در هر زمان می توانید اطلاعات خود را محدود ، بازیابی و حذف کنید.