Când vorbim despre energiile viitorului, hidrogenul ca combustibil îmi vine mereu în minte. În acest caz, celula de hidrogen el a fost întotdeauna prezent în aproape orice conversație care are legătură cu energia regenerabilă și tranziția energetică. Într-o tranziție energetică în care doriți să reduceți consumul de combustibili fosili, aveți nevoie de mobilitate durabilă într-un oraș. Aici este esențial ca tranziția să aibă loc folosind bateria cu hidrogen, deoarece poate fi esențială în mașinile fără emisii de gaze cu efect de seră, pe lângă alte sectoare.
Prin urmare, vom dedica acest articol pentru a vă spune tot ce trebuie să știți despre viața hidrogenului și caracteristicile acestuia.
Ce este o baterie cu hidrogen
Când vorbim despre o baterie cu hidrogen, ne referim un dispozitiv electrochimic care este capabil să transforme energia chimică a combustibilului pe care îl stochează în energie electrică. Acest combustibil care este stocat pentru a fi transformat ulterior în energie electrică este hidrogen. Prin urmare, celula de hidrogen poate fi utilizată pentru alimentarea oricărui dispozitiv care are aceste caracteristici.
Cea mai răspândită aplicație a bateriei cu hidrogen de astăzi este de a alimenta motorul unei mașini electrice, deși nu este singura. Atâta timp cât celula are combustibil, este capabilă să furnizeze energie și, atunci când se golește, se poate umple din nou.
caracteristici cheie
Vom analiza care sunt principalele părți ale unei celule de hidrogen:
- Anod: este partea negativă a grămezii. Este cunoscut sub numele polului negativ și este responsabil pentru conducerea electronilor eliberați din hidrogen, astfel încât să poată fi folosiți de circuitul electric extern.
- Catod: a este polul pozitiv al bateriei. Este responsabil de distribuirea oxigenului pe suprafața catalizatorului și de conducerea tuturor electronilor înapoi. Datorită acestui proces, ele pot fi recombinate.
- Electrolit: a fost realizat dintr-un material tratat în așa fel încât să poată conduce numai ioni încărcați pozitiv. Electrolitul poate bloca în cele din urmă electronii.
- Catalizator: Este un material responsabil pentru facilitarea reacției chimice dintre oxigen și hidrogen. Această reacție este necesară pentru a putea genera electricitate. Cel mai normal este că este realizat dintr-un strat foarte subțire de nanoparticule de platină pe hârtie carbon sau pânză.
Funcționarea unei celule de hidrogen
Odată ce cunoaștem principalele caracteristici și părțile unei celule de hidrogen, vom vedea cum funcționează. Știm că hidrogenul sub presiune intră în celulă din partea anodului. Când hidrogenul intră, acesta forțează acest gaz prin catalizator prin presiune. Când molecula de hidrogen intră în contact cu platina, care face parte din componenta catalizatorului, este împărțit în 2 protoni și 2 electroni.
Electronii sunt conduși prin anod către circuitul extern. Aici sunt ei însărcinați cu desfășurarea muncii necesare pentru a alimenta energia a ceea ce se acordă. De exemplu, poate fi comandat pentru alimentarea unui motor electric. Odată ce sursa de energie a fost alimentată, acestea se întorc la baterie prin partea catodică. Odată ce suntem la catod, oxigenul trece prin catalizator și a format doi atomi de oxigen care sunt încărcați foarte negativ. Această sarcină negativă atrage protonii dinainte și se combină împreună cu doi electroni care revin în circuitul extern. Toate acestea formează o moleculă de apă.
Avantaj
Vom analiza care sunt avantajele pe care le au bateriile cu hidrogen în raport cu alți combustibili pe bază de energii regenerabile. Unele dintre motivele pentru care acest combustibil este superior altor opțiuni sunt următoarele:
- Nu produc emisii poluante: După cum am văzut descrierea funcționării bateriei, hidrogenul plus oxigenul generează electricitate și apoi vapori de apă. Știm că vaporii de apă sunt gaze cu efect de seră, dar sunt inofensivi. Acest lucru se datorează faptului că este un gaz natural cu efect de seră.
- Este mai eficient decât motoarele cu ardere: nu numai că ajută să nu polueze, dar transformă și mai eficient energia chimică în energie electrică. Motorul cu ardere trebuie să transforme energia chimică a combustibilului în căldură și această energie mecanică care este capabilă să deplaseze un motor. Acest lucru produce un fenomen cunoscut sub numele de blocaj termic. Acest fenomen se limitează la conversia directă a energiei produse de celula de hidrogen.
- Nu au părți mobile: lipsa unei părți staționare îl face mult mai fiabil decât un motor cu ardere. Într-un motor cu ardere există multe părți care se pot defecta.
- Hidrogenul poate fi produs într-un mod mult mai respectuos cu mediul- Spre deosebire de combustibilii fosili, hidrogenul poate fi produs într-un mod mai curat. Acest lucru contribuie la transformarea acesteia într-o alternativă energetică mult mai ecologică.
Dezavantaje ale celulei de hidrogen
La fel ca în cazul oricărei surse de energie, fie că este regenerabilă sau nu, există și unele dezavantaje. Și este faptul că acest tip de sursă alternativă de energie prezintă o serie de provocări care, pentru moment, împiedică răspândirea sa în întreaga lume. Să vedem care sunt aceste dezavantaje:
- Prețul său este ridicat: Deși hidrogenul este destul de abundent, utilizarea acestuia sub forma unei baterii este încă neeconomică cu tehnologia actuală.
- Este inflamabil: siguranța celulelor cu hidrogen rămâne o preocupare, deoarece poate lua foc oricând.
- Este dificil de depozitat și transportat: Spre deosebire de alți combustibili precum cărbunele, este mai dificil de depozitat și transportat.
Hidrogenul poate fi produs curat din apă, dar este un proces care consumă multă energie. În prezent, cea mai economică procedură constă în extragerea hidrogenului din cărbune natural. Din acest motiv, marea majoritate a hidrogenului care se produce provine din combustibili fosili, deci nu ar putea fi considerată energie complet regenerabilă.
Sper că cu aceste informații puteți afla mai multe despre bateria cu hidrogen și caracteristicile sale.