Kuva: istockphoto.com
V: Polttokenno tuottaa sähköä prosessilla, joka muuttaa polttoaineen (yleensä vedyn) ja hapettimen (tyypillisesti hapen) välisestä kemiallisesta reaktiosta syntyvää energiaa. Vaikka polttokennoja ei käytetä yhtä laajasti kuin perinteisempiä voimanlähteitä, kuten fossiilisia polttoaineita tai litiumioniakkuja, niillä on laaja valikoima sovelluksia. Vaikka ne eivät tarvitse latausta kuten akut, ne tarvitsevat polttoaineen tuottamaan sähköä.
Kuljetuksessa polttokennot käyttävät autoja, kuorma-autoja, junia ja jopa sukellusveneitä. Löydät ne myös primäärienergian lähteinä asuin- ja liikerakennuksissa maaseutualueilla, jotka ovat poissa verkosta. Sairaalat, palvelinkeskukset ja jopa ruokakaupat käyttävät niitä varavoimantuotantoratkaisuina, mikä varmistaa, että yrityksillä on sähköä mahdollisissa
sähkökatko.AIHEUTTAA: Kuinka saada takaisin energiatehokkuuden kodin parannukset verotushetkellä
Toisin kuin litiumioniakku, joka varastoi energiaa, polttokenno tuottaa kemiallista energiaa polttoaineen (yleensä vedyn) ja ympäröivän ilman hapen välisen sähkökemiallisen reaktion kautta. Kun vety- ja happiatomit yhdistyvät, reaktio vapauttaa valtavan määrän energiaa. Itse asiassa näiden kahden alkuaineen välinen kemiallinen reaktio on niin voimakas, että se voi lähettää raketteja avaruuteen.
Kun tämä energia johdetaan polttokennon läpi (sen sijaan, että sitä käytettäisiin räjähdyksen luomiseen), reaktio tuottaa sähköä ja lämpöä. Kun kemiallinen reaktio on riittävän suuri, se voi tuottaa tarpeeksi sähköä ajoneuvon siirtämiseen tai rakennuksen sähkön tuottamiseen.
Polttokennojen käyttö neljä perusosaa luoda energiaa: anodi, katodi, elektrolyytti ja katalyytti. Vetypolttokennossa, yleisimmässä tyypissä, vetyatomit tulevat polttokennoon anodilla. Anodin sisällä katalyytti, yleensä platina, erottaa vetymolekyylit elektroneiksi ja protoneiksi.
Kuva: istockphoto.com
Elektronit pakotetaan sitten piirin läpi, jolloin syntyy sähköä, joka voi antaa virtaa sähköautolle, sairaalalle tai kerrostalolle. Piiristä poistuttuaan elektronit saapuvat katodille, jossa ne yhdistyvät protonien kanssa ja yhdistyvät hapen kanssa muodostaen reaktion sivutuotteita, vettä ja lämpöä.
Polttokennoilla on useita silmiä hiveleviä etuja. Ne eivät polta fossiilisia polttoaineita, eivät aiheuta saasteita ja saavat kaksi kertaa enemmän ajokilometrejä kuin akkukäyttöiset autot. (Huomaa, että polttokennoille tarvittavan vedyn luontiprosessi ei ole 100-prosenttisesti puhdas, mutta on verrattavissa litiumioniakun päästöihin ja paljon puhtaampi kuin palava fossiiliset polttoaineet). Litiumioniakkujen lataaminen kestää tunteja, mutta voit täyttää vetysäiliön viidessä minuutissa tai vähemmän, mikä vastaa aikaa, joka tarvitaan kaasusäiliön täyttämiseen lyijyttömällä polttoaineella.
Kun otetaan huomioon nämä edut, miksi näemme niin paljon akkukäyttöisiä Tesloja tiellä ja hyvin vähän vetyautoja? Monet osavaltiot eivät ole investoineet vetyn tankkausasemiin, koska ne ovat niin kalliita rakentaa. Se maksaa lähes 2 miljoonaa dollaria vetytankkausaseman rakentamiseen. Sellaisenaan maassa on tällä hetkellä alle 70 vetyn tankkausasemaa, joista lähes kaikki sijaitsevat Kaliforniassa. Vertailun vuoksi voit ladata litiumioniakulla toimivaa autoa kytkemällä sen tavalliseen pistorasiaan kotona.
Polttokennoja käytetään yleisemmin kiinteinä voimanlähteinä. He ovat kaukana tehokkaampi kuin perinteiset fossiilisia polttoaineita polttavat voimalaitokset. Mukaan Yhdysvaltain energiaministeriö, polttokennojärjestelmät voivat tuottaa sähköä jopa 60 prosentin hyötysuhteella, mikä on paljon suurempi kuin perinteisen voimalaitoksen 33-35 prosentin hyötysuhde.
AIHEUTTAA: Ratkaistu! Kuinka käyttää kotisi aurinkopaneeleja sähköautosi lataamiseen
Kuva: istockphoto.com
Vaikka polymeerielektrolyyttikalvo (PEM) voi olla yleisin polttokennotyypeistä, niitä on kuusi muuta esimerkkejä polttokennoista, jotka ovat tasoittaneet tietä nykypäivän polttokennoteknologialle, ovat tällä hetkellä käytössä tai ovat kesken kehitys:
Kuva: istockphoto.com