미래의 에너지에 대해 이야기 할 때, 연료로서의 수소가 항상 떠 오릅니다. 이 경우 수소 전지 그는 항상 재생 가능 에너지 및 에너지 전환과 관련된 거의 모든 대화에 참여했습니다. 화석 연료의 소비를 줄이고 자하는 에너지 전환에서는 도시에서 지속 가능한 이동성이 필요합니다. 수소 배터리를 사용하여 전환하는 것이 필수적인 곳입니다. 이는 다른 부문과 더불어 온실 가스 배출이없는 자동차의 핵심이 될 수 있기 때문입니다.
따라서 우리는 수소의 수명과 그 특성에 대해 알아야 할 모든 것을 알려 드리기 위해이 기사를 바칠 것입니다.
수소 배터리 란?
수소 배터리에 대해 이야기 할 때 저장하는 연료의 화학 에너지를 전기 에너지로 변환 할 수있는 전기 화학 장치. 나중에 전기 에너지로 변환하기 위해 저장되는이 연료는 수소입니다. 따라서 수소 전지는 이러한 특성을 가진 모든 장치에 전원을 공급하는 데 사용할 수 있습니다.
오늘날 수소 배터리의 가장 널리 사용되는 응용 분야는 전기 자동차의 모터에 전력을 공급하는 것입니다. 전지에 연료가있는 한 에너지를 공급할 수 있으며 비워지면 다시 채울 수 있습니다.
주요 기능
우리는 수소 전지의 주요 부분을 분석 할 것입니다.
- 양극: 그것은 더미의 부정적인 부분입니다. 그것은 음극의 이름으로 알려져 있으며 수소에서 방출되는 전자를 전도하여 외부 전기 회로에서 사용할 수 있도록합니다.
- 음극: a는 배터리의 양극입니다. 촉매 표면에 산소를 분배하고 모든 전자를 되 돌리는 역할을합니다. 이 과정 덕분에 재결합이 가능합니다.
- 전해질: 양전하를 띤 이온만을 전도 할 수 있도록 처리 된 소재로 제작되었습니다. 전해질은 결국 전자를 차단할 수 있습니다.
- 촉매: 산소와 수소의 화학 반응을 촉진하는 물질입니다. 이 반응은 전기를 생산하기 위해 필요합니다. 가장 일반적인 것은 카본 페이퍼 나 천에 매우 얇은 백금 나노 입자 층으로 만들어져 있다는 것입니다.
수소 전지의 작동
수소 전지의 주요 특성과 부품을 알고 나면 어떻게 작동하는지 볼 수 있습니다. 우리는 가압 된 수소가 양극 쪽에서 세포로 들어간다는 것을 알고 있습니다. 수소가 들어가면 압력에 의해이 가스가 촉매를 통과하게됩니다. 수소 분자가 촉매 성분의 일부인 백금과 접촉하면 그것은 2 개의 양성자와 2 개의 전자로 나뉩니다.
전자는 양극을 통해 외부 회로로 전도됩니다. 부여되는 에너지를 공급하기 위해 필요한 작업을 수행하는 곳이 여기에 있습니다. 예를 들어 전기 모터에 전원을 공급하도록 시운전 할 수 있습니다. 에너지 원이 공급되면 음극 부분을 통해 배터리로 돌아갑니다. 일단 우리가 음극에 도달하면 산소는 촉매를 통과하여 매우 음으로 하전 된 두 개의 산소 원자를 형성합니다. 이 음전하는 이전의 양성자를 끌어 당겨 외부 회로로 돌아가는 두 개의 전자와 결합합니다. 이 모든 것이 물 분자를 형성합니다.
이점
우리는 재생 가능 에너지를 기반으로 한 다른 연료와 비교하여 수소 배터리가 갖는 장점을 분석 할 것입니다. 이 연료가 다른 옵션보다 우수한 이유 중 일부는 다음과 같습니다.
- 오염 배출물을 생성하지 않습니다.: 배터리 작동 설명에서 보았 듯이 수소와 산소는 전기를 생성 한 다음 수증기를 생성합니다. 우리는 수증기가 온실 가스라는 것을 알고 있지만 무해합니다. 이것은 천연 온실 가스이기 때문입니다.
- 연소 엔진보다 효율적입니다.: 오염을 방지 할뿐만 아니라 화학 에너지를 전기 에너지로보다 효율적으로 전환합니다. 연소 엔진은 연료의 화학 에너지를 열과 엔진을 움직일 수있는이 기계적 에너지로 변환해야합니다. 이로 인해 열 병목 현상이 발생합니다. 이 현상은 수소 전지에 의해 만들어진 에너지의 직접적인 변환으로 제한됩니다.
- 움직이는 부분이 없습니다. 고정 부품이 없기 때문에 연소 엔진보다 훨씬 더 안정적입니다. 연소 엔진에는 분해 될 수있는 많은 부품이 있습니다.
- 수소는 환경을 훨씬 더 존중하는 방식으로 생산할 수 있습니다.-화석 연료와 달리보다 깨끗한 방식으로 수소를 생산할 수 있습니다. 이것은 훨씬 더 친환경적인 에너지 대안으로 만드는 데 기여합니다.
수소 전지의 단점
재생 가능 여부에 관계없이 거의 모든 에너지 원과 마찬가지로 몇 가지 단점도 있습니다. 그리고 이러한 유형의 대체 에너지 원은 현재 전 세계에 널리 퍼지는 것을 막는 일련의 도전 과제를 제시합니다. 이러한 단점이 무엇인지 살펴 보겠습니다.
- 가격이 높습니다. 수소는 상당히 풍부하지만 배터리 형태로 유용하게 만드는 것은 현재 기술로는 여전히 비 경제적입니다.
- 인화성 : 수소 전지 안전은 언제든지 불이 붙을 수 있으므로 여전히 우려 사항입니다.
- 보관 및 운송이 어렵습니다. 석탄과 같은 다른 연료와 달리 저장 및 운송이 더 어렵습니다.
수소는 물에서 깨끗하게 생산할 수 있지만 에너지 집약적 인 과정입니다. 현재 가장 경제적 인 절차는 천연 석탄에서 수소를 추출하는 것입니다. 이런 이유로 생산되는 수소의 대부분은 화석 연료에서 나오기 때문에 완전히 재생 가능한 에너지로 간주 할 수 없습니다.
이 정보를 통해 수소 배터리와 그 특성에 대해 더 많이 알 수 있기를 바랍니다.