Kad mēs runājam par nākotnes enerģijām, vienmēr prātā nāk ūdeņradis kā degviela. Šajā gadījumā ūdeņraža šūna viņš vienmēr ir bijis klāt gandrīz visās sarunās, kas saistītas ar atjaunojamo enerģiju un enerģijas pāreju. Enerģijas pārejas laikā, kad vēlaties samazināt fosilā kurināmā patēriņu, pilsētā ir nepieciešama ilgtspējīga mobilitāte. Tieši šeit ir svarīgi, lai pāreja notiktu, izmantojot ūdeņraža akumulatoru, jo papildus citām nozarēm tas var būt galvenais automobiļos bez siltumnīcefekta gāzu emisijas.
Tāpēc mēs veltīsim šo rakstu, lai pastāstītu jums visu, kas jums jāzina par ūdeņraža dzīvi un tā īpašībām.
Kas ir ūdeņraža akumulators
Kad mēs runājam par ūdeņraža akumulatoru, mēs domājam elektroķīmiska ierīce, kas spēj pārveidot tās krātās degvielas ķīmisko enerģiju elektriskajā enerģijā. Šī degviela, kas tiek uzglabāta, lai vēlāk pārveidotu par elektrisko enerģiju, ir ūdeņradis. Tāpēc ūdeņraža šūnu var izmantot, lai darbinātu jebkuru ierīci, kurai ir šīs īpašības.
Mūsdienās visizplatītākais ūdeņraža akumulatora pielietojums ir elektromobiļa motora darbināšana, lai gan tas nav vienīgais. Kamēr šūnā ir degviela, tā spēj piegādāt enerģiju, un, iztukšojot, tā var atkal uzpildīties.
galvenās iezīmes
Mēs analizēsim, kuras ir ūdeņraža šūnas galvenās daļas:
- Anods: tā ir kaudzes negatīvā daļa. Tas ir pazīstams ar negatīvā pola nosaukumu un ir atbildīgs par to elektronu vadīšanu, kuri izdalās no ūdeņraža, lai tos varētu izmantot ārējā elektriskā ķēde.
- Katods: a ir akumulatora pozitīvais pols. Tas ir atbildīgs par skābekļa sadali uz katalizatora virsmu un visu elektronu dzīšanu atpakaļ. Pateicoties šim procesam, tos var apvienot.
- Elektrolīts: tas tika izgatavots no materiāla, kas apstrādāts tā, ka tas var vadīt tikai pozitīvi uzlādētos jonus. Elektrolīts galu galā var bloķēt elektronus.
- Katalizators: Tas ir materiāls, kas ir atbildīgs par skābekļa un ūdeņraža ķīmiskās reakcijas veicināšanu. Šī reakcija ir nepieciešama, lai varētu ražot elektrību. Visparastākais ir tas, ka tas ir izgatavots no ļoti plānas platīna nanodaļiņu kārtas uz oglekļa papīra vai auduma.
Ūdeņraža šūnas darbība
Tiklīdz mēs zinām ūdeņraža šūnas galvenās īpašības un daļas, mēs redzēsim, kā tā darbojas. Mēs zinām, ka zem spiediena ūdeņradis šūnā nonāk no anoda puses. Kad ūdeņradis nonāk tajā, šī gāze ar spiedienu izspiež katalizatoru. Kad ūdeņraža molekula nonāk saskarē ar platīnu, kas ir katalizatora sastāvdaļa, tas ir sadalīts 2 protonos un 2 elektronos.
Elektroni tiek vadīti caur anodu uz ārējo ķēdi. Šeit viņi ir atbildīgi par nepieciešamo darbu veikšanu, lai barotu enerģiju no tā, kas tiek piešķirts. Piemēram, to var uzticēt darbināt elektromotoru. Kad enerģijas avots ir piegādāts, caur katoda daļu tie atgriežas akumulatorā. Kad esam pie katoda, skābeklis iziet cauri katalizatoram un veido divus skābekļa atomus, kas ir ļoti negatīvi lādēti. Šis negatīvais lādiņš piesaista protonus no iepriekšējiem un tie apvienojas kopā ar diviem elektroniem, kas atgriežas ārējā ķēdē. Tas viss veido ūdens molekulu.
Priekšrocība
Mēs analizēsim, kādas ir ūdeņraža bateriju priekšrocības attiecībā pret citiem degvielām, kuru pamatā ir atjaunojamie enerģijas avoti. Daži iemesli, kāpēc šī degviela ir pārāka par citām iespējām, ir šādi:
- Tie nerada piesārņojošas emisijas: Kā redzējām akumulatora darbības aprakstu, ūdeņradis un skābeklis rada elektrību un pēc tam ūdens tvaikus. Mēs zinām, ka ūdens tvaiki ir siltumnīcefekta gāze, taču tie ir nekaitīgi. Tas ir tāpēc, ka tā ir dabiska siltumnīcefekta gāze.
- Tas ir efektīvāks nekā iekšdedzes dzinēji: tas ne tikai palīdz nepiesārņot, bet arī efektīvāk pārveido ķīmisko enerģiju par elektroenerģiju. Iekšdedzes motoram jāpārvērš degvielas ķīmiskā enerģija siltumā un šī mehāniskā enerģija, kas spēj vadīt motoru. Tas rada parādību, kas pazīstama kā termiskā vājā vieta. Šī parādība aprobežojas ar ūdeņraža šūnas tiešo enerģijas pārveidošanu.
- Viņiem nav kustīgu daļu: bez stacionāras daļas tas ir daudz uzticamāks nekā iekšdedzes dzinējs. Iekšdedzes motorā ir daudz daļu, kas var sabojāties.
- Ūdeņradi var ražot daudz cieņpilnāk videi- Atšķirībā no fosilā kurināmā ūdeņradi var ražot tīrākā veidā. Tas palīdz padarīt to par daudz zaļāku enerģijas alternatīvu.
Ūdeņraža šūnas trūkumi
Tāpat kā gandrīz jebkura enerģijas avota gadījumā, neatkarīgi no tā, vai tas ir atjaunojams vai neatjaunojams, ir arī daži trūkumi. Un tas ir tāds, ka šāda veida alternatīvie enerģijas avoti rada virkni izaicinājumu, kas pagaidām neļauj tam plaši izplatīties visā pasaulē. Apskatīsim, kādi ir šie trūkumi:
- Tās cena ir augsta: Lai gan ūdeņradis ir diezgan bagātīgs, tas padara to par akumulatoru noderīgu, ņemot vērā pašreizējās tehnoloģijas.
- Tas ir viegli uzliesmojošs: ūdeņraža elementu drošība joprojām rada bažas, jo tā var aizdegties jebkurā laikā.
- Ir grūti uzglabāt un transportēt: Atšķirībā no citām degvielām, piemēram, ogles, to ir grūtāk uzglabāt un transportēt.
Ūdeņradi no ūdens var ražot tīri, taču tas ir enerģijas ietilpīgs process. Pašlaik visekonomiskākā procedūra ir ūdeņraža iegūšana no dabīgām ogļskābām ogļām. Šī iemesla dēļ lielāko daļu saražotā ūdeņraža iegūst no fosilā kurināmā, tāpēc to nevar uzskatīt par pilnīgi atjaunojamu enerģiju.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par ūdeņraža akumulatoru un tā īpašībām.