Ketika kita berbicara tentang energi masa depan, hidrogen sebagai bahan bakar selalu muncul di benak kita. Dalam hal ini, file sel hidrogen Ia selalu hadir di hampir semua percakapan yang berkaitan dengan energi terbarukan dan transisi energi. Dalam transisi energi di mana Anda ingin mengurangi konsumsi bahan bakar fosil, Anda memerlukan mobilitas berkelanjutan di kota. Di sinilah penting untuk transisi berlangsung dengan menggunakan baterai hidrogen, karena dapat menjadi kunci dalam mobil tanpa emisi gas rumah kaca, selain di sektor lain.
Oleh karena itu, kami akan mendedikasikan artikel ini untuk memberi tahu Anda semua yang perlu Anda ketahui tentang kehidupan hidrogen dan karakteristiknya.
Apa itu baterai hidrogen
Yang kami maksud adalah baterai hidrogen perangkat elektrokimia yang mampu mengubah energi kimia dari bahan bakar yang disimpannya menjadi energi listrik. Bahan bakar yang disimpan untuk kemudian diubah menjadi energi listrik adalah hidrogen. Oleh karena itu, sel hidrogen dapat digunakan untuk memberi daya pada perangkat apa pun yang memiliki karakteristik ini.
Aplikasi baterai hidrogen yang paling luas saat ini adalah untuk menggerakkan motor mobil listrik, meskipun ini bukan satu-satunya. Selama sel memiliki bahan bakar, ia mampu menyuplai energi dan, ketika kosong, ia dapat diisi ulang lagi.
Fitur utama
Kami akan menganalisis bagian utama dari sel hidrogen:
- Anoda: itu adalah bagian negatif dari tumpukan. Ia dikenal dengan nama kutub negatif dan bertanggung jawab untuk menghantarkan elektron yang dilepaskan dari hidrogen sehingga dapat digunakan oleh rangkaian listrik eksternal.
- Katoda: a adalah kutub positif baterai. Ini bertanggung jawab untuk mendistribusikan oksigen ke permukaan katalis dan mendorong semua elektron kembali. Berkat proses inilah mereka dapat digabungkan kembali.
- Elektrolit: terbuat dari bahan yang diolah sedemikian rupa sehingga hanya dapat menghantarkan ion yang bermuatan positif. Elektrolit pada akhirnya dapat memblokir elektron.
- Katalisator: Ini adalah bahan yang bertanggung jawab untuk memfasilitasi reaksi kimia antara oksigen dan hidrogen. Reaksi ini diperlukan untuk dapat menghasilkan listrik. Hal yang paling normal adalah terbuat dari lapisan nanopartikel platinum yang sangat tipis di atas kertas atau kain karbon.
Pengoperasian sel hidrogen
Setelah kita mengetahui karakteristik utama dan bagian-bagian dari sel hidrogen, kita akan melihat cara kerjanya. Kita tahu bahwa hidrogen bertekanan memasuki sel dari sisi anoda. Ketika hidrogen masuk, ia memaksa gas ini melalui katalis dengan tekanan. Ketika molekul hidrogen bersentuhan dengan platina, yang merupakan bagian dari komponen katalis, itu dibagi menjadi 2 proton dan 2 elektron.
Elektron dibawa melalui anoda ke sirkuit eksternal. Di sinilah mereka bertugas melaksanakan pekerjaan yang diperlukan untuk memberi makan energi dari apa yang diberikan. Misalnya, dapat digunakan untuk menggerakkan motor listrik. Setelah sumber energi disuplai, mereka kembali ke baterai melalui bagian katoda. Begitu kita berada di katoda, oksigen melewati katalis dan membentuk dua atom oksigen yang bermuatan sangat negatif. Muatan negatif ini menarik proton dari sebelumnya dan mereka bergabung bersama dengan dua elektron yang kembali ke sirkuit luar. Semua ini membentuk molekul air.
keuntungan
Kami akan menganalisis apa keuntungan yang dimiliki baterai hidrogen sehubungan dengan bahan bakar lain berdasarkan energi terbarukan. Beberapa alasan mengapa bahan bakar ini lebih unggul dari opsi lain adalah sebagai berikut:
- Mereka tidak menghasilkan emisi yang mencemari: Seperti yang telah kita lihat deskripsi pengoperasian baterai, hidrogen plus oksigen menghasilkan listrik dan kemudian uap air. Kita tahu bahwa uap air adalah gas rumah kaca tetapi tidak berbahaya. Ini karena ini adalah gas rumah kaca alami.
- Ini lebih efisien daripada mesin pembakaran: tidak hanya membantu untuk tidak mencemari, tetapi juga mengubah energi kimia menjadi energi listrik dengan lebih efisien. Mesin pembakaran harus mengubah energi kimiawi bahan bakar menjadi panas dan energi mekanik inilah yang mampu menggerakkan mesin. Ini menghasilkan fenomena yang dikenal sebagai kemacetan termal. Fenomena ini terbatas pada konversi langsung energi yang dilakukan oleh sel hidrogen.
- Mereka tidak memiliki bagian yang bergerak: tidak memiliki bagian yang tidak bergerak membuatnya jauh lebih andal daripada mesin pembakaran. Dalam sebuah mesin bakar terdapat banyak bagian yang dapat rusak.
- Hidrogen dapat diproduksi dengan cara yang lebih menghormati lingkungan- Tidak seperti bahan bakar fosil, hidrogen dapat diproduksi dengan cara yang lebih bersih. Ini berkontribusi untuk menjadikannya alternatif energi yang jauh lebih hijau.
Kerugian dari sel hidrogen
Seperti hampir semua sumber energi, apakah terbarukan atau tidak, ada juga beberapa kekurangannya. Dan jenis sumber energi alternatif ini menghadirkan serangkaian tantangan yang, untuk saat ini, mencegahnya meluas ke seluruh dunia. Mari kita lihat apa kekurangannya:
- Harganya tinggi: Meski hidrogen cukup melimpah, menjadikannya berguna sebagai baterai masih belum ekonomis dengan teknologi saat ini.
- Ini mudah terbakar: Keamanan sel hidrogen tetap menjadi perhatian karena dapat terbakar kapan saja.
- Sulit untuk disimpan dan diangkut: Tidak seperti bahan bakar lain seperti batu bara, bahan bakar ini lebih sulit disimpan dan diangkut.
Hidrogen dapat diproduksi dengan bersih dari air, tetapi merupakan proses yang boros energi. Saat ini, prosedur yang paling ekonomis adalah mengekstraksi hidrogen dari batu bara alami. Karena alasan ini, sebagian besar hidrogen yang dihasilkan berasal dari bahan bakar fosil, sehingga tidak dapat dianggap sebagai energi yang dapat diperbarui sepenuhnya.
Saya harap dengan informasi ini Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang baterai hidrogen dan karakteristiknya.