กองไฮโดรเจน

เมื่อเราพูดถึงพลังงานแห่งอนาคตไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงมักจะนึกถึงเสมอ ในกรณีนี้ไฟล์ เซลล์ไฮโดรเจน เขามักจะอยู่ในบทสนทนาเกือบทุกเรื่องที่เกี่ยวข้องกับพลังงานหมุนเวียนและการเปลี่ยนแปลงของพลังงาน ในการเปลี่ยนแปลงด้านพลังงานที่คุณต้องการลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลคุณต้องมีความคล่องตัวอย่างยั่งยืนในเมือง นี่คือจุดที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนแปลงที่จะเกิดขึ้นโดยใช้แบตเตอรี่ไฮโดรเจนเนื่องจากสามารถเป็นกุญแจสำคัญในรถยนต์ที่ไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกนอกเหนือจากภาคส่วนอื่น ๆ

ดังนั้นเราจะอุทิศบทความนี้เพื่อบอกทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับชีวิตของไฮโดรเจนและลักษณะของมัน

แบตเตอรี่ไฮโดรเจนคืออะไร

เมื่อเราพูดถึงแบตเตอรี่ไฮโดรเจนเราหมายถึง อุปกรณ์ไฟฟ้าเคมีที่สามารถแปลงพลังงานเคมีของเชื้อเพลิงที่เก็บไว้เป็นพลังงานไฟฟ้า. เชื้อเพลิงที่ถูกกักเก็บไว้เพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าในภายหลังคือไฮโดรเจน ดังนั้นเซลล์ไฮโดรเจนสามารถใช้เพื่อให้พลังงานกับอุปกรณ์ใด ๆ ที่มีลักษณะเหล่านี้

การประยุกต์ใช้แบตเตอรี่ไฮโดรเจนที่แพร่หลายที่สุดในปัจจุบันคือการขับเคลื่อนมอเตอร์ของรถยนต์ไฟฟ้าแม้ว่าจะไม่ใช่เพียงอย่างเดียวก็ตาม ตราบใดที่เซลล์มีเชื้อเพลิงมันก็สามารถจ่ายพลังงานได้และเมื่อมันว่างเปล่าก็สามารถเติมได้อีกครั้ง

คุณสมบัติหลัก

เราจะวิเคราะห์ว่าส่วนใดเป็นส่วนหลักของเซลล์ไฮโดรเจน:

• ขั้วบวก: มันเป็นส่วนลบของกอง เป็นที่รู้จักกันในชื่อของขั้วลบและมีหน้าที่ในการนำอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากไฮโดรเจนเพื่อให้วงจรไฟฟ้าภายนอกใช้งานได้
• แคโทด: a คือขั้วบวกของแบตเตอรี่ มีหน้าที่ในการกระจายออกซิเจนไปยังพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาและขับอิเล็กตรอนทั้งหมดกลับ ต้องขอบคุณกระบวนการนี้ที่สามารถรวมกันใหม่ได้
• อิเล็กโทรไลต์: ทำจากวัสดุที่ได้รับการบำบัดในลักษณะที่สามารถนำไอออนที่มีประจุบวกเท่านั้น อิเล็กโทรไลต์สามารถปิดกั้นอิเล็กตรอนได้ในที่สุด
• ตัวเร่ง: เป็นวัสดุที่มีหน้าที่อำนวยความสะดวกในการทำปฏิกิริยาเคมีระหว่างออกซิเจนและไฮโดรเจน ปฏิกิริยานี้จำเป็นเพื่อให้สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ สิ่งที่ปกติที่สุดคือมันถูกสร้างขึ้นจากอนุภาคนาโนแพลทินัมบาง ๆ บนกระดาษคาร์บอนหรือผ้า

การทำงานของเซลล์ไฮโดรเจน

เมื่อเราทราบลักษณะสำคัญและส่วนต่างๆของเซลล์ไฮโดรเจนแล้วเราจะมาดูกันว่ามันทำงานอย่างไร เรารู้ว่าไฮโดรเจนที่มีแรงดันเข้าสู่เซลล์จากด้านแอโนด เมื่อไฮโดรเจนเข้ามาจะบังคับให้ก๊าซนี้ผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยความดัน เมื่อโมเลกุลของไฮโดรเจนสัมผัสกับแพลตตินั่มซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของตัวเร่งปฏิกิริยา แบ่งออกเป็น 2 โปรตอนและ 2 อิเล็กตรอน

อิเล็กตรอนจะดำเนินการผ่านขั้วบวกไปยังวงจรภายนอก ที่นี่พวกเขามีหน้าที่รับผิดชอบในการทำงานที่จำเป็นเพื่อป้อนพลังงานของสิ่งที่ได้รับ ตัวอย่างเช่นสามารถสั่งงานให้ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า เมื่อได้รับแหล่งพลังงานแล้วพวกมันจะกลับสู่แบตเตอรี่ผ่านส่วนแคโทด เมื่อเราอยู่ที่แคโทดออกซิเจนจะผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาและสร้างอะตอมออกซิเจนสองตัวที่มีประจุลบมาก ประจุลบนี้ดึงดูดโปรตอนจากก่อนหน้านี้และรวมเข้าด้วยกันกับอิเล็กตรอนสองตัวที่กลับสู่วงจรภายนอก ทั้งหมดนี้เป็นโมเลกุลของน้ำ

ความได้เปรียบ

เราจะมาวิเคราะห์กันว่าแบตเตอรี่ไฮโดรเจนมีข้อดีอย่างไรเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงอื่น ๆ ที่ใช้พลังงานหมุนเวียน สาเหตุบางประการที่ทำให้เชื้อเพลิงนี้เหนือกว่าตัวเลือกอื่น ๆ มีดังต่อไปนี้:

• พวกเขาไม่ก่อให้เกิดการปล่อยมลพิษ: ดังที่เราได้เห็นคำอธิบายการทำงานของแบตเตอรี่ไฮโดรเจนบวกออกซิเจนจะสร้างกระแสไฟฟ้าจากนั้นก็กลายเป็นไอน้ำ เรารู้ว่าไอน้ำเป็นก๊าซเรือนกระจก แต่ไม่เป็นอันตราย ทั้งนี้เนื่องจากเป็นก๊าซเรือนกระจกตามธรรมชาติ
• มีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องยนต์สันดาป: ไม่เพียง แต่ช่วยไม่ให้เกิดมลพิษ แต่ยังเปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ เครื่องยนต์สันดาปจะต้องเปลี่ยนพลังงานเคมีของเชื้อเพลิงเป็นความร้อนและพลังงานกลที่สามารถเคลื่อนย้ายเครื่องยนต์ได้ สิ่งนี้ก่อให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่าคอขวดจากความร้อน ปรากฏการณ์นี้ จำกัด เฉพาะการแปลงพลังงานโดยตรงจากเซลล์ไฮโดรเจน
• พวกเขาไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว: การไม่มีชิ้นส่วนที่หยุดนิ่งทำให้มีความน่าเชื่อถือมากกว่าเครื่องยนต์สันดาป ในเครื่องยนต์สันดาปมีชิ้นส่วนมากมายที่สามารถสลายได้
• ไฮโดรเจนสามารถผลิตได้ด้วยความเคารพต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น- แตกต่างจากเชื้อเพลิงฟอสซิลคือไฮโดรเจนสามารถผลิตได้ด้วยวิธีที่สะอาดกว่า สิ่งนี้มีส่วนช่วยให้เป็นพลังงานทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

ข้อเสียของเซลล์ไฮโดรเจน

เช่นเดียวกับแหล่งพลังงานเกือบทุกชนิดไม่ว่าจะหมุนเวียนหรือไม่ก็ตามก็มีข้อบกพร่องบางประการเช่นกัน และเป็นแหล่งพลังงานทางเลือกประเภทนี้นำเสนอความท้าทายหลายประการที่ในขณะนี้ป้องกันไม่ให้แพร่หลายไปทั่วโลก มาดูกันว่าข้อเสียเหล่านี้มีอะไรบ้าง:

• ราคาสูง: แม้ว่าไฮโดรเจนจะมีอยู่มากมาย แต่การทำให้มีประโยชน์ในรูปแบบของแบตเตอรี่ก็ยังไม่ประหยัดด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน
• เป็นสารไวไฟ: ความปลอดภัยของเซลล์ไฮโดรเจนยังคงเป็นปัญหาเนื่องจากสามารถลุกไหม้ได้ตลอดเวลา
• การจัดเก็บและขนส่งเป็นเรื่องยาก: แตกต่างจากเชื้อเพลิงอื่น ๆ เช่นถ่านหินการจัดเก็บและขนส่งทำได้ยากกว่า

ไฮโดรเจนสามารถผลิตได้อย่างหมดจดจากน้ำ แต่เป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานมาก ในปัจจุบันขั้นตอนที่ประหยัดที่สุดคือการสกัดไฮโดรเจนจากถ่านหินที่เกิดจากธรรมชาติ ด้วยเหตุนี้ไฮโดรเจนส่วนใหญ่ที่ผลิตได้มาจากเชื้อเพลิงฟอสซิลดังนั้นจึงไม่สามารถพิจารณาพลังงานหมุนเวียนได้อย่างสมบูรณ์

ฉันหวังว่าข้อมูลนี้จะทำให้คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับแบตเตอรี่ไฮโดรเจนและลักษณะของแบตเตอรี่ได้