Waterstofstapel

waterstofcel in motor

Als we het hebben over energieën van de toekomst, denk ik altijd aan waterstof als brandstof. In dit geval is het waterstofcel hij is altijd aanwezig geweest in vrijwel elk gesprek dat te maken heeft met duurzame energie en de energietransitie. In een energietransitie waarbij je het verbruik van fossiele brandstoffen wilt verminderen, heb je duurzame mobiliteit in een stad nodig. Het is hier waar het essentieel is dat de transitie plaatsvindt met behulp van de waterstofbatterij, aangezien deze naast andere sectoren ook van cruciaal belang kan zijn in auto's zonder broeikasgasemissies.

Daarom gaan we dit artikel wijden om u alles te vertellen wat u moet weten over de levensduur van waterstof en zijn kenmerken.

Wat is een waterstofbatterij

waterstofstapel

Als we het hebben over een waterstofbatterij, bedoelen we een elektrochemisch apparaat dat in staat is om de chemische energie van de brandstof die het opslaat, om te zetten in elektrische energie. Deze brandstof die wordt opgeslagen om later in elektrische energie te worden omgezet, is waterstof. Daarom kan de waterstofcel worden gebruikt om elk apparaat met deze kenmerken van stroom te voorzien.

De meest wijdverbreide toepassing van de waterstofbatterij is tegenwoordig het aandrijven van de motor van een elektrische auto, hoewel dit niet de enige is. Zolang de cel brandstof heeft, is hij in staat energie te leveren en als hij leeg is, kan hij weer worden gevuld.

hoofdkenmerken

We gaan analyseren welke de belangrijkste onderdelen van een waterstofcel zijn:

  • Anode: het is het negatieve deel van de stapel. Het is bekend onder de naam van de negatieve pool en is verantwoordelijk voor het geleiden van de elektronen die vrijkomen uit de waterstof, zodat ze kunnen worden gebruikt door het externe elektrische circuit.
  • Kathode: a is de positieve pool van de batterij. Het is verantwoordelijk voor het verdelen van de zuurstof naar het oppervlak van de katalysator en het drijven van alle elektronen terug. Dankzij dit proces kunnen ze opnieuw worden gecombineerd.
  • Elektrolyt: het is gemaakt van een materiaal dat zo is behandeld dat het alleen positief geladen ionen kan geleiden. De elektrolyt kan uiteindelijk elektronen blokkeren.
  • Katalysator: Het is een materiaal dat verantwoordelijk is voor het vergemakkelijken van de chemische reactie tussen zuurstof en waterstof. Deze reactie is nodig om elektriciteit op te kunnen wekken. Het normaalste is dat het is gemaakt van een heel dunne laag platina-nanodeeltjes op carbonpapier of -doek.

Werking van een waterstofcel

brandstof stapelen

Zodra we de belangrijkste kenmerken en de onderdelen van een waterstofcel kennen, gaan we kijken hoe het werkt. We weten dat waterstof onder druk de cel binnenkomt vanaf de anodezijde. Wanneer waterstof binnendringt, wordt dit gas onder druk door de katalysator geperst. Wanneer het waterstofmolecuul in contact komt met platina, dat deel uitmaakt van de katalysatorcomponent, het is verdeeld in 2 protonen en 2 elektronen.

De elektronen worden door de anode naar het externe circuit geleid. Het is hier waar ze de leiding hebben over het uitvoeren van het nodige werk om de energie te voeden van wat wordt verleend. Het kan bijvoorbeeld in gebruik worden genomen om een ​​elektromotor van stroom te voorzien. Zodra de energiebron is geleverd, keren ze terug naar de batterij via het kathodegedeelte. Als we eenmaal bij de kathode zijn, gaat de zuurstof door de katalysator en worden twee zuurstofatomen gevormd die zeer negatief geladen zijn. Deze negatieve lading trekt de protonen van vroeger aan en ze combineren zich met twee elektronen die terugkeren naar het externe circuit. Dit alles vormt een watermolecuul.

Voordelen

elektrische auto

We gaan analyseren wat de voordelen zijn die waterstofbatterijen hebben ten opzichte van andere brandstoffen op basis van hernieuwbare energiebronnen. Enkele van de redenen waarom deze brandstof superieur is aan andere opties zijn de volgende:

  • Ze produceren geen vervuilende emissies: Zoals we de beschrijving van de werking van de batterij hebben gezien, genereert waterstof plus zuurstof elektriciteit en vervolgens waterdamp. We weten dat waterdamp een broeikasgas is, maar het is onschadelijk. Dit komt omdat het een natuurlijk broeikasgas is.
  • Het is efficiënter dan verbrandingsmotoren: het helpt niet alleen om niet te vervuilen, maar zet chemische energie ook efficiënter om in elektrische energie. De verbrandingsmotor moet de chemische energie van brandstof omzetten in warmte en deze mechanische energie die een motor kan bewegen. Dit levert een fenomeen op dat bekend staat als een thermisch knelpunt. Dit fenomeen is beperkt tot de directe omzetting van energie door de waterstofcel.
  • Ze hebben geen bewegende delen: het ontbreken van een stationair onderdeel maakt het veel betrouwbaarder dan een verbrandingsmotor. In een verbrandingsmotor zijn er veel onderdelen die kapot kunnen gaan.
  • Waterstof kan op een veel respectvollere manier met het milieu worden geproduceerd- In tegenstelling tot fossiele brandstoffen kan waterstof op een schonere manier worden geproduceerd. Dit draagt ​​ertoe bij dat het een veel groener energiealternatief wordt.

Nadelen van de waterstofcel

Zoals met bijna elke energiebron, al dan niet hernieuwbaar, zijn er ook enkele nadelen. En het is dat dit soort alternatieve energiebronnen een reeks uitdagingen met zich meebrengt die, op dit moment, verhinderen dat het wijdverspreid wordt over de hele wereld. Laten we eens kijken wat deze nadelen zijn:

  • De prijs is hoog: Hoewel waterstof vrij overvloedig is, is het nog steeds oneconomisch om het in de vorm van een batterij te gebruiken met de huidige technologie.
  • Het is brandbaar: De veiligheid van waterstofcellen blijft een punt van zorg, aangezien deze op elk moment in brand kan vliegen.
  • Het is moeilijk op te slaan en te vervoeren: In tegenstelling tot andere brandstoffen zoals steenkool, is het moeilijker op te slaan en te vervoeren.

Waterstof kan op een schone manier uit water worden gewonnen, maar het is een energie-intensief proces. Momenteel is de meest economische procedure om waterstof te winnen uit steenkool. Om deze reden is de overgrote meerderheid van de geproduceerde waterstof afkomstig van fossiele brandstoffen, dus het kan niet als volledig hernieuwbare energie worden beschouwd.

Ik hoop dat je met deze informatie meer te weten kunt komen over de waterstofbatterij en zijn eigenschappen.


Wees de eerste om te reageren

Laat je reactie achter

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *

*

*

  1. Verantwoordelijk voor de gegevens: Miguel Ángel Gatón
  2. Doel van de gegevens: Controle SPAM, commentaarbeheer.
  3. Legitimatie: uw toestemming
  4. Mededeling van de gegevens: De gegevens worden niet aan derden meegedeeld, behalve op grond van wettelijke verplichting.
  5. Gegevensopslag: database gehost door Occentus Networks (EU)
  6. Rechten: u kunt uw gegevens op elk moment beperken, herstellen en verwijderen.