Kai kalbame apie ateities energijas, vandenilis kaip kuras visada ateina į galvą. Šiuo atveju vandenilio elementas jis visada dalyvavo beveik bet kokiame pokalbyje, susijusiame su atsinaujinančia energija ir energijos perėjimu. Pereinant į energiją, kai norite sumažinti iškastinio kuro vartojimą, mieste reikia tvaraus judumo. Būtent čia būtina pereiti naudojant vandenilio akumuliatorių, nes be kitų sektorių jis gali būti svarbus automobiliuose, kuriuose neišmetama šiltnamio efektą sukeliančių dujų.
Todėl mes skirsime šį straipsnį, kad pasakytume viską, ką reikia žinoti apie vandenilio gyvenimą ir jo ypatybes.
Kas yra vandenilio baterija
Kalbėdami apie vandenilio baterijas turime omenyje elektrocheminis prietaisas, galintis paversti sukauptą kuro cheminę energiją į elektros energiją. Šis kuras, sukauptas vėliau transformuoti į elektros energiją, yra vandenilis. Todėl vandenilio elementą galima naudoti bet kokiam prietaisui, turinčiam šias charakteristikas, maitinti.
Šiandien labiausiai paplitusi vandenilio baterija yra varoma elektromobilio varikliu, nors jis nėra vienintelis. Kol elementas turi kuro, jis gali tiekti energiją, o ištuštėjęs gali vėl prisipildyti.
pagrindinės funkcijos
Mes analizuosime, kurios yra pagrindinės vandenilio elemento dalys:
- Anodas: tai yra neigiama krūvos dalis. Jis žinomas neigiamo poliaus pavadinimu ir yra atsakingas už iš vandenilio išsiskiriančių elektronų laidavimą, kad juos galėtų naudoti išorinė elektros grandinė.
- Katodas: a yra teigiamas akumuliatoriaus polius. Jis yra atsakingas už deguonies paskirstymą į katalizatoriaus paviršių ir visų elektronų varymą atgal. Šio proceso dėka jie gali būti rekombinuoti.
- Elektrolitas: jis buvo pagamintas iš medžiagos, apdorotos taip, kad joje galėtų veikti tik teigiamai įkrauti jonai. Elektrolitas ilgainiui gali blokuoti elektronus.
- Katalizatorius: Tai medžiaga, atsakinga už deguonies ir vandenilio cheminės reakcijos palengvinimą. Ši reakcija yra būtina, kad būtų galima gaminti elektrą. Normaliausia yra tai, kad jis yra pagamintas iš labai plono platinos nanodalelių sluoksnio ant anglinio popieriaus ar audinio.
Vandenilio elemento veikimas
Žinodami pagrindines vandenilio elemento savybes ir dalis, pamatysime, kaip jis veikia. Mes žinome, kad suslėgtas vandenilis patenka į ląstelę iš anodo pusės. Patekęs į vandenilį, slėgiu šios dujos priverčia katalizatorių. Kai vandenilio molekulė liečiasi su platina, kuri yra katalizatoriaus komponento dalis, jis yra padalintas į 2 protonus ir 2 elektronus.
Elektronai anodu nukreipiami į išorinę grandinę. Čia jie yra atsakingi už būtinų darbų atlikimą tam, kad būtų maitinama tuo, kas suteikiama. Pavyzdžiui, gali būti pavesta maitinti elektros variklį. Tiekus energijos šaltinį, jie per katodo dalį grįžta į bateriją. Kai jau esame prie katodo, deguonis praeina per katalizatorių ir susidarė du deguonies atomai, kurie yra labai neigiamai įkrauti. Šis neigiamas krūvis pritraukia protonus iš anksčiau ir jie susijungia su dviem elektronais, kurie grįžta į išorinę grandinę. Visa tai sudaro vandens molekulę.
Pranašumas
Mes analizuosime, kokius privalumus vandenilio baterijos turi kitiems degalams, naudojantiems atsinaujinančią energiją. Keletas priežasčių, kodėl šis kuras yra pranašesnis už kitas galimybes, yra šios:
- Jie neišmeta teršiančių teršalų: Kaip matėme akumuliatoriaus veikimo aprašymą, vandenilis ir deguonis generuoja elektrą, o tada vandens garus. Mes žinome, kad vandens garai yra šiltnamio efektą sukeliančios dujos, tačiau jie yra nekenksmingi. Taip yra todėl, kad tai yra natūralios šiltnamio efektą sukeliančios dujos.
- Jis yra efektyvesnis nei vidaus degimo varikliai: tai ne tik padeda neteršti, bet ir efektyviau paverčia cheminę energiją elektros energija. Degimo variklis cheminę kuro energiją turi paversti šiluma ir šia mechanine energija, galinčia judinti variklį. Tai sukelia reiškinį, kuris yra žinomas kaip terminis trūkumas. Šis reiškinys apsiriboja tiesioginiu vandenilio elemento energijos pavertimu.
- Jie neturi judančių dalių: neturėdamas stacionarios dalies, jis tampa daug patikimesnis nei vidaus degimo variklis. Degimo variklyje yra daug dalių, kurios gali sugesti.
- Vandenilis gali būti gaminamas daug pagarbiau aplinkai- Skirtingai nuo iškastinio kuro, vandenilis gali būti gaminamas švaresniu būdu. Tai prisideda prie to, kad tai yra daug ekologiškesnė energijos alternatyva.
Vandenilio elemento trūkumai
Kaip ir beveik visuose energijos šaltiniuose, neatsižvelgiant į tai, ar jie yra atsinaujinantys, ar ne, taip pat yra tam tikrų trūkumų. Ir tai, kad tokio tipo alternatyvus energijos šaltinis kelia daugybę iššūkių, kurie kol kas neleidžia jo plačiai paplisti visame pasaulyje. Pažiūrėkime, kokie yra šie trūkumai:
- Jo kaina yra aukšta: Nors vandenilio yra gana daug, jo naudojimas akumuliatoriaus pavidalu vis dar neekonomiškas, atsižvelgiant į dabartines technologijas.
- Tai degi: vandenilio elementų saugumas išlieka rūpestis, nes jis gali bet kada užsidegti.
- Sunku laikyti ir gabenti: Skirtingai nuo kitų kuro rūšių, tokių kaip anglis, sunkiau laikyti ir transportuoti.
Vandenilį galima švariai gaminti iš vandens, tačiau tai yra daug energijos reikalaujantis procesas. Šiuo metu ekonomiškiausia procedūra yra išgauti vandenilį iš natūralių anglių. Dėl šios priežasties didžioji dalis gaminamo vandenilio gaunama iš iškastinio kuro, todėl jo negalima laikyti visiškai atsinaujinančia energija.
Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galite sužinoti daugiau apie vandenilio akumuliatorių ir jo charakteristikas.