水素スタック

エンジンの水素電池

未来のエネルギーについて話すとき、燃料としての水素が常に頭に浮かびます。 この場合、 水素電池 彼は、再生可能エネルギーとエネルギー転換に関係するほとんどすべての会話に常に参加しています。 化石燃料の消費を削減したいエネルギー転換では、都市で持続可能なモビリティが必要です。 これは、他のセクターに加えて、温室効果ガスを排出しない自動車の鍵となる可能性があるため、水素バッテリーを使用して移行を行うことが不可欠な場所です。

したがって、この記事では、水素の寿命とその特性について知っておく必要のあるすべてのことを説明します。

水素電池とは

水素スタック

私たちが水素電池について話すとき、私たちは意味します 貯蔵した燃料の化学エネルギーを電気エネルギーに変換できる電気化学デバイス。 後で電気エネルギーに変換するために貯蔵されるこの燃料は水素です。 したがって、水素電池は、これらの特性を持つ任意のデバイスに電力を供給するために使用できます。

今日の水素電池の最も普及している用途は、電気自動車のモーターに電力を供給することですが、それだけではありません。 セルに燃料がある限り、エネルギーを供給することができ、空になると再び補充することができます。

主要な機能

水素電池の主要部分はどれかを分析します。

  • アノード: それは山の負の部分です。 負極の名前で知られており、水素から放出された電子を伝導して外部の電気回路で使用できるようにします。
  • 陰極: aはバッテリーの正極です。 それは、酸素を触媒の表面に分配し、すべての電子を押し戻す役割を果たします。 これらを再結合できるのは、このプロセスのおかげです。
  • 電解質:正に帯電したイオンしか伝導できないように処理された材料でできていました。 電解質は最終的に電子をブロックする可能性があります。
  • 触媒: これは、酸素と水素の間の化学反応を促進する役割を担う材料です。 この反応は、電気を生成するために必要です。 最も正常なことは、カーボン紙または布の上に白金ナノ粒子の非常に薄い層でできていることです。

水素電池の操作

スタック燃料

水素電池の主な特徴と部品がわかったら、それがどのように機能するかを見ていきます。 加圧された水素がアノード側からセルに入ることがわかっています。 水素が入ると、圧力によってこのガスが触媒を通過します。 水素分子が触媒成分の一部である白金と接触すると、 それは2つの陽子と2つの電子に分けられます。

電子は陽極を通って外部回路に導かれます。 ここで、彼らは与えられているもののエネルギーを供給するために必要な仕事を実行する責任があります。 たとえば、電気モーターに電力を供給するように委託することができます。 エネルギー源が供給されると、それらはカソード部分を通ってバッテリーに戻ります。 カソードに到達すると、酸素は触媒を通過し、非常に負に帯電したXNUMXつの酸素原子を形成します。 この負電荷は前から陽子を引き付け、それらは外部回路に戻るXNUMXつの電子と結合します。 これらすべてが水分子を形成します。

利点

電気自動車

再生可能エネルギーに基づいて、水素電池が他の燃料と比較してどのような利点があるかを分析します。 この燃料が他のオプションより優れている理由のいくつかは次のとおりです。

  • それらは汚染排出物を生成しません:バッテリーの動作の説明を見てきましたが、水素と酸素が電気を生成し、次に水蒸気を生成します。 水蒸気は温室効果ガスであることはわかっていますが、無害です。 天然の温室効果ガスだからです。
  • 内燃機関よりも効率的です:汚染を防ぐだけでなく、化学エネルギーをより効率的に電気エネルギーに変換します。 燃焼機関は、燃料の化学エネルギーを熱に変換する必要があり、この機械エネルギーはエンジンを動かすことができます。 これにより、熱のボトルネックと呼ばれる現象が発生します。 この現象は、水素電池によるエネルギーの直接変換に限定されます。
  • 可動部品はありません。 固定部品がないため、燃焼エンジンよりもはるかに信頼性が高くなります。 内燃機関には、故障する可能性のある多くの部品があります。
  • 水素は、環境に対してはるかに敬意を持って生産することができます-化石燃料とは異なり、水素はよりクリーンな方法で生成できます。 これは、それをはるかに環境に優しい代替エネルギーにすることに貢献します。

水素電池のデメリット

再生可能かどうかにかかわらず、ほとんどすべてのエネルギー源と同様に、いくつかの欠点もあります。 そして、このタイプの代替エネルギー源は、今のところ、それが世界中に広まるのを妨げる一連の課題を提示しているということです。 これらの欠点が何であるかを見てみましょう:

  • その価格は高いです: 水素は非常に豊富ですが、バッテリーの形でそれを有用にすることは、現在の技術では依然として不経済です。
  • 可燃性です: 水素電池はいつでも発火する可能性があるため、安全性は依然として懸念事項です。
  • 保管と輸送が難しい: 石炭などの他の燃料とは異なり、保管や輸送はより困難です。

水素は水からきれいに生成できますが、エネルギーを大量に消費するプロセスです。 現在、最も経済的な手順は、天然ストライク石炭から水素を抽出することです。 このため、生成される水素の大部分は化石燃料から発生するため、完全に再生可能なエネルギーとは見なされませんでした。

この情報で、水素電池とその特性についてもっと学ぶことができれば幸いです。


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