Ko govorimo o energijah prihodnosti, nam vodik kot gorivo vedno pride na misel. V tem primeru je vodikova celica vedno je bil prisoten v skoraj vseh pogovorih, ki so povezani z obnovljivo energijo in energetskim prehodom. V energetskem prehodu, kjer želite zmanjšati porabo fosilnih goriv, potrebujete trajnostno mobilnost v mestu. Tu je bistvenega pomena, da se prehod izvede z uporabo vodikove baterije, saj je poleg drugih sektorjev lahko ključnega pomena pri avtomobilih brez emisij toplogrednih plinov.
Zato bomo temu članku posvetili vse, kar morate vedeti o življenju vodika in njegovih značilnostih.
Kaj je vodikova baterija
Ko govorimo o vodikovi bateriji, mislimo elektrokemična naprava, ki lahko pretvori kemično energijo goriva, ki ga shranjuje, v električno energijo. To gorivo, ki se shrani za kasnejšo pretvorbo v električno energijo, je vodik. Zato se vodikova celica lahko uporablja za napajanje katere koli naprave, ki ima te značilnosti.
Danes je najbolj razširjena uporaba vodikove baterije za pogon motorja električnega avtomobila, čeprav ni edina. Dokler ima celica gorivo, je sposobna dovajati energijo in jo lahko, ko se izprazni, ponovno napolni.
Glavne značilnosti
Analizirali bomo, kateri so glavni deli vodikove celice:
- Anoda: gre za negativni del kupa. Znan je po imenu negativni pol in je odgovoren za prevod elektronov, ki se sproščajo iz vodika, tako da jih lahko uporablja zunanji električni tokokrog.
- Katoda: a je pozitivni pol baterije. Odgovoren je za distribucijo kisika na površino katalizatorja in potiskanje vseh elektronov nazaj. Zahvaljujoč temu postopku jih je mogoče ponovno kombinirati.
- Elektrolit: narejen je iz materiala, obdelanega tako, da lahko prevaja samo ione, ki so pozitivno nabiti. Elektrolit lahko sčasoma blokira elektrone.
- Katalizator: Gre za material, ki je odgovoren za pospeševanje kemijske reakcije med kisikom in vodikom. Ta reakcija je potrebna za proizvodnjo električne energije. Najbolj normalno je, da je narejen iz zelo tanke plasti nanodelcev platine na karbonskem papirju ali tkanini.
Delovanje vodikove celice
Ko bomo poznali glavne značilnosti in dele vodikove celice, bomo videli, kako deluje. Vemo, da vodik pod pritiskom vstopi v celico z anodne strani. Ko vodik vstopi, potisne plin skozi katalizator s pritiskom. Ko molekula vodika pride v stik s platino, ki je del katalizatorske komponente, razdeljen je na 2 protona in 2 elektrona.
Elektroni se skozi anodo vodijo do zunanjega vezja. Tu so zadolženi za izvajanje potrebnega dela za napajanje energije tistega, kar se podeli. Na primer, lahko se naroči za pogon električnega motorja. Ko je vir energije dobavljen, se skozi katodni del vrnejo v baterijo. Ko smo na katodi, kisik prehaja skozi katalizator in tvori dva kisikova atoma, ki sta zelo negativno nabita. Ta negativni naboj privlači protone od prej in ti se združijo z dvema elektronoma, ki se vrneta v zunanji krog. Vse to tvori molekulo vode.
Prednost
Analizirali bomo, katere prednosti imajo vodikove celice glede na druga goriva na osnovi obnovljivih virov energije. Nekateri razlogi, zakaj je to gorivo boljše od drugih možnosti, so naslednji:
- Ne povzročajo onesnaževalnih emisij: Kot smo videli opis delovanja akumulatorja, vodik in kisik ustvarjata elektriko in nato vodno paro. Vemo, da je vodna para toplogredni plin, vendar je neškodljiva. To je zato, ker gre za naravni toplogredni plin.
- Je učinkovitejši od motorjev z notranjim zgorevanjemNe samo, da pomaga ne onesnaževati, ampak tudi učinkoviteje pretvarja kemično energijo v električno. Motor z notranjim zgorevanjem mora pretvoriti kemično energijo goriva v toploto in to mehansko energijo, ki lahko premika motor. To povzroči pojav, ki je znan kot toplotno ozko grlo. Ta pojav je omejen na neposredno pretvorbo energije vodikove celice.
- Nimajo gibljivih delov: brez stacionarnega dela je veliko bolj zanesljiv kot motor z notranjim zgorevanjem. V motorju z notranjim zgorevanjem je veliko delov, ki se lahko pokvarijo.
- Vodik lahko proizvedemo na veliko bolj okolju prijazen način- V nasprotju s fosilnimi gorivi lahko vodik proizvajamo na čistejši način. To prispeva k temu, da postane bistveno bolj zelena energetska alternativa.
Pomanjkljivosti vodikove celice
Kot pri skoraj vseh virih energije, ne glede na to, ali so obnovljivi ali ne, obstajajo tudi nekatere pomanjkljivosti. In to je, da ta vrsta alternativnega vira energije predstavlja vrsto izzivov, ki trenutno preprečujejo njegovo razširjenost po vsem svetu. Poglejmo, katere so te slabosti:
- Njegova cena je visoka: Čeprav je vodika precej veliko, je uporaba sedanje tehnologije v sedanji tehnologiji še vedno neučinkovita.
- Vnetljivo je: varnost vodikove celice ostaja zaskrbljujoča, saj se lahko kadar koli vname.
- Težko je hraniti in prevažati: Za razliko od drugih goriv, kot je premog, ga je težje skladiščiti in prevažati.
Vodik se lahko proizvaja čisto iz vode, vendar je to energetsko intenziven postopek. Trenutno je najbolj ekonomičen postopek pridobivanje vodika iz naravnega premoga. Zaradi tega velika večina proizvedenega vodika izhaja iz fosilnih goriv, zato ga ne bi mogli šteti za popolnoma obnovljivo energijo.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o vodikovi bateriji in njenih značilnostih.