shkojme 
Imagjinoni një makinë që nuk lëshon tym ose gazra ndotës gjatë vozitjes dhe në vend që të përdorë benzinë ose naftë, përdor hidrogjen si lëndë djegëse. Hidrogjeni nuk është më diçka e së ardhmes, por tashmë është i disponueshëm falë qeliza e karburantit të hidrogjenit në makina. Shumë njerëz pyesin se si funksionon dhe cilat janë avantazhet e përdorimit të tyre.
Për këtë arsye, në këtë artikull do t'ju tregojmë për qelizën e karburantit të hidrogjenit në makina, karakteristikat, avantazhet dhe shumë më tepër.
Çfarë janë makinat e qelizave të hidrogjenit
Në thelb, një qelizë hidrogjeni është një pajisje që konverton energjinë kimike të ruajtur në hidrogjen në energji elektrike. Ajo funksionon përmes një procesi në të cilin hidrogjeni kombinohet me oksigjenin nga ajri për të prodhuar energji elektrike, ujë dhe nxehtësi si nënprodukte. Energjia elektrike e prodhuar mund të fuqizojë një motor elektrik që drejton rrotat e makinës, duke e lejuar atë të lëvizë.
Qeliza e karburantit të hidrogjenit përbëhet nga disa qeliza individuale.. Çdo qelizë përbëhet nga dy elektroda, një anodë dhe një katodë, të ndara nga një material i quajtur elektrolit. Hidrogjeni futet në anodë dhe oksigjeni nga ajri futet në katodë. Kur hidrogjeni bie në kontakt me anodën, ai shpërbëhet në protone dhe elektrone. Protonet udhëtojnë përmes elektrolitit në katodë, ndërsa elektronet udhëtojnë përmes një qarku të jashtëm, duke gjeneruar energji elektrike në proces. Në katodë, protonet, elektronet dhe oksigjeni kombinohen për të formuar ujë dhe nxehtësi.
Si funksionon
Dallimi kryesor me një makinë me hidrogjen është se, Ndonëse është një makinë elektrike, meqenëse e keni motorin elektrik që rrotullon rrotat plotësisht, nuk funksionon në të njëjtën mënyrë. Në një automjet me qeliza karburanti, makina gjeneron energjinë elektrike që i nevojitet.
Në vend që të përdorin bateritë për të ruajtur energjinë, ata përdorin qelizat e karburantit, të ngjashme me termocentralet portative. Nëse analizojmë makinat me djegie, energjia merret nga djegia e derivateve të naftës, dhe në makinat me hidrogjen, hidrogjeni përpunohet për të prodhuar energji elektrike sipas kërkesës.
Gazi i hidrogjenit (H2) nën presion ruhet në rezervuarë të veçantë. Ky element dërgohet në një qelizë karburanti ku oksigjeni nga ajri i ambientit shtohet për të gjeneruar energji elektrike dhe uji (H2O) merret si produkt i mbetur. Sepse po, makinat e hidrogjenit kanë tuba shkarkimi, por nuk ndotin, lëshojnë vetëm avujt e ujit.
Energjia elektrike e gjeneruar nga qeliza e karburantit shkon në bateri, dhe ashtu si në një makinë elektrike, bateria është përgjegjëse për shpërndarjen e energjisë në motorin elektrik të makinës. Fuqia sipas kërkesës gjithashtu mund të dërgohet drejtpërdrejt nga qeliza e karburantit te motori elektrik.
Elektriciteti i tepërt i akumuluar në bateri, plus rikuperimi i energjisë përmes frenimit rigjenerues, ajo ruhet në bateri, e cila lejon mekanizmin e qelizave të karburantit të funksionojë edhe pa konsumuar hidrogjen.
Avantazhi dhe Kohëzgjatja
Kur bëhet fjalë për qëndrueshmërinë, mendoni për një makinë me hidrogjen si një makinë tradicionale me benzinë ose naftë. Si rezultat, qelizat e karburantit të hidrogjenit në makina janë projektuar që të zgjasin jetën e një automjeti konvencional, me të njëjtën cilësi, qëndrueshmëri dhe besueshmëri si çdo automjet tjetër.
Avantazhi kryesor i qelizave të karburantit me hidrogjen është se Ata prodhojnë energji elektrike pa emetuar ndotës që janë të dëmshëm për mjedisin. I vetmi nënprodukt i rëndësishëm është uji, i cili i bën automjetet me qeliza hidrogjeni të konsiderohen si "emetime zero". Përveç kësaj, ato ofrojnë autonomi më të madhe në krahasim me bateritë tradicionale të automjeteve elektrike, pasi procesi i rimbushjes është më i shpejtë dhe i krahasueshëm me mbushjen e një rezervuari me benzinë.
Përparësi të tjera të përdorimit të një baterie hidrogjeni në makina janë:
- Zero emetime lokale: I vetmi emetim i prodhuar është avulli i ujit, i cili kontribuon ndjeshëm në uljen e ndotjes së ajrit dhe cilësinë e ajrit në mjediset urbane.
- Autonomi e zgjeruar: Automjetet me qeliza hidrogjeni mund të kenë vrapime më të gjata përpara se të kërkojnë rimbushje, duke i bërë ato më të përshtatshme për udhëtime në distanca të gjata.
- Karikim i shpejtë: rimbushja e një rezervuari me hidrogjen mund të zgjasë vetëm disa minuta, e ngjashme me kohën që duhet për të mbushur një rezervuar me benzinë.
- Fleksibiliteti i përdorimit: Qelizat e hidrogjenit mund të përdoren në një sërë aplikimesh, jo vetëm në automjete, por edhe në sisteme të palëvizshme të energjisë, si gjeneratorët dhe sistemet rezervë të energjisë.
- Efikasiteti i energjisë: Qelizat e karburantit me hidrogjen mund të jenë më efikase për sa i përket konvertimit të energjisë në krahasim me motorët konvencionalë me djegie të brendshme.
- Kontributi në energjinë e rinovueshme: Hidrogjeni i përdorur në qelizat e karburantit të hidrogjenit mund të prodhohet nga burime të rinovueshme, të tilla si energjia diellore dhe era, përmes një procesi të quajtur elektrolizë.
Problemet e qelizës së hidrogjenit në makina
Ndërsa është e vërtetë që hidrogjeni është një nga elementët kimikë më ikonë në tabelën periodike për shkak të asaj se sa shpesh ndodh, marrja e tij është gjithçka tjetër veçse e thjeshtë.
Hidrogjeni është një gaz krejtësisht i padëmshëm në temperaturën dhe presionin e dhomës, por vetë hidrogjeni nuk ekziston vetëm si një koleksionist. Nuk ka hidrogjen në tokë, as nuk rritet nga pemët. Prania e tij lidhet me elementë të tjerë që duhet ta ndajmë: për shembull, uji, H2O, përbëhet nga dy atome hidrogjeni dhe një atom oksigjeni.
Për të ndarë hidrogjenin (H2), uji duhet të ndahet në energji elektrike përmes një procesi gazifikimi të quajtur elektrolizë. Kërkohet një sasi e madhe energjie për të marrë oksigjen (O) nga njëra anë dhe hidrogjen të pastër (H2) për ta ruajtur atë nga ana tjetër.
Hidrogjeni mund të merret gjithashtu nga reformimi i hidrokarbureve, gazifikimi i hidrokarbureve ose biomasës, bioprodhimi i baktereve ose algave në shkallë të vogël dhe çiklizmit termokimik në shkallë të gjerë (duke përdorur energjinë bërthamore ose diellore).
Një tjetër nga çështjet më komplekse që lidhet me hidrogjenin është ruajtja e tij. Është një gaz jashtëzakonisht i paqëndrueshëm me një densitet prej vetëm 0,0899 kg/m3, kështu që mbajtja e këtij gazi nën presion do të thotë të shtoni sende shumë të rënda për ta mbajtur atë në rezervuar. Me teknologjinë aktuale është praktikisht e pamundur të garantohen humbje, kryesisht për shkak të mbushjes/zbrazjes së valvulave.
Përveç kësaj, ekziston çështja e karburantit: nuk është e lehtë. Në Spanjë, ku aktualisht kemi një rrjet të paqëndrueshëm, ka vetëm shtatë impiante hidrogjeni: dy në Huesca, një në Zaragoza, një në Madrid, një në Albacete, një në Puertollano, një në Sevilje. Në vitin 2017 ishte parashikuar se mund të kishte 20 impiante hidrogjeni deri në vitin 2020, por realiteti është krejt ndryshe.
Shpresoj që me këtë informacion të mund të mësoni më shumë për qelizat e karburantit të hidrogjenit në makina dhe karakteristikat e tyre.