Czy ogniwa paliwowe ze stałym tlenkiem mogą zmienić transport?

  • Phillip Hopkins
  • 0
  • 2239
  • 141
Czy kiedykolwiek widziałeś Ecobus? Sprawdź te zdjęcia pojazdów napędzanych paliwem alternatywnym, aby dowiedzieć się więcej. iStockphoto / Thinkstock

Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na energię rośnie nasza zależność od paliw kopalnych. Jednak obawa przed wyczerpywaniem się zasobów i zwiększona zależność od obcej ropy zwróciła uwagę na alternatywne źródła energii, takie jak ogniwa paliwowe. Zamiast spalać paliwo, wytwarzają energię elektryczną w wyniku reakcji chemicznej. Ogniwo paliwowe wykorzystuje elektrodę dodatnią (katodę) i elektrodę ujemną (anodę) z elektrolitem pomiędzy nimi do przewodzenia naładowanych cząstek. Naukowcy wiedzą o ogniwach paliwowych od ponad wieku, a NASA faktycznie używała ich w latach 60. na statku kosmicznym Apollo, a później na promie kosmicznym..

Jednym z najbardziej wydajnych typów ogniw paliwowych jest ogniwo paliwowe ze stałym tlenkiem (SOFC). W SOFC tlen jest przesyłany przez katodę, uwalniając ujemnie naładowane jony tlenu, które przechodzą przez elektrolit od katody do anody. Na anodzie jony napotykają gaz opałowy i reagują, uwalniając elektrony (a także wodę, dwutlenek węgla i ciepło). To wytwarza prąd użytecznej energii elektrycznej. Wiele ogniw paliwowych jest połączonych w szereg zwany stosem.

SOFC nie tylko wytwarzają mniej emisji, ale są również około dwa do trzech razy bardziej wydajne niż metody spalania wewnętrznego. Jedną z przewag, jakie mają SOFC w porównaniu z wodorowymi ogniwami paliwowymi, jest elastyczność paliwa - SOFC mogą być zasilane różnymi paliwami, w tym wodorem i biopaliwami. W przeciwieństwie do innych ogniw paliwowych wykorzystują również tańsze materiały ceramiczne zamiast metali szlachetnych. Nie polegają również na ponownym wykorzystaniu zmarnowanego ciepła (zwanych schematami skojarzonego ogrzewania i zasilania). Ze względu na te liczne zalety SOFC okazały się już przydatne do ogrzewania budynków.

Jednak liczne ograniczenia ograniczyły ich zastosowanie na szeroką skalę w takich rzeczach, jak samochody. Mianowicie, SOFC są bardzo duże i bardzo gorące. Wysoka temperatura pozwala na wyższą sprawność, ale stwarza również problemy techniczne. Typowe SOFC, które były na rynku, takie jak Bloom Energy Server (znany jako Bloom Box), wykorzystują grube elektrolity w ogniwach paliwowych, aby dodać wsparcie strukturalne. Ale to powoduje większy opór elektryczny, który należy pokonać przez wysokie temperatury.

Jednak w 2011 roku naukowcy z University of Maryland ogłosili rozwój wykorzystujący nowy projekt i inne materiały elektrolitu, które pozwalają na znacznie mniejszy rozmiar. Naukowcom udało się również znacznie obniżyć temperaturę roboczą do 650 stopni Celsjusza (1202 stopni Fahrenheita), z 900 stopni Celsjusza (1652 stopni Fahrenheita). Obniża to koszty materiałów izolacyjnych, które są niezbędne do skrócenia czasu potrzebnego na nagrzanie systemu.

Chociaż wodorowe ogniwa paliwowe zyskały duże zainteresowanie mediów jako przyszłość samochodów wykorzystujących alternatywne źródła energii, wielu uważa, że ​​SOFC mają w rzeczywistości największy potencjał w transporcie. Na przykład, pomimo ciągłego rozwoju, który sprawia, że ​​SOFC są bardziej praktyczne do stosowania w pojazdach, mogliśmy zobaczyć samochody, które łączą akumulator samochodu elektrycznego z technologią SOFC.




Jeszcze bez komentarzy

Najciekawsze artykuły o tajemnicach i odkryciach. Wiele przydatnych informacji o wszystkim
Artykuły o nauce, kosmosie, technologii, zdrowiu, środowisku, kulturze i historii. Wyjaśniasz tysiące tematów, abyś wiedział, jak wszystko działa