ფოტო: istockphoto.com
A: საწვავის უჯრედი ქმნის ელექტროენერგიას პროცესის მეშვეობით, რომელიც გარდაქმნის ენერგიას, რომელიც წარმოიქმნება ქიმიური რეაქციის შედეგად საწვავს (ჩვეულებრივ წყალბადს) და ჟანგვის აგენტს (ჩვეულებრივ ჟანგბადს) შორის. მიუხედავად იმისა, რომ საწვავის უჯრედები არ გამოიყენება ისე ფართოდ, როგორც უფრო ტრადიციული ენერგიის გამომუშავების წყაროები, როგორიცაა წიაღისეული საწვავი ან ლითიუმ-იონური ბატარეები, მათ აქვთ აპლიკაციების ფართო სპექტრი. მიუხედავად იმისა, რომ მათ არ სჭირდებათ დატენვა, როგორც ბატარეები, მათ სჭირდებათ საწვავის მიწოდება ელექტროენერგიის წარმოებისთვის.
ტრანსპორტირებაში საწვავის უჯრედები აძლიერებენ მანქანებს, სატვირთო მანქანებს, მატარებლებს და წყალქვეშა ნავებსაც კი. თქვენ ასევე ნახავთ, რომ ისინი ემსახურებიან როგორც ენერგიის ძირითად წყაროს საცხოვრებელი და კომერციული შენობებისთვის სოფლად, რომლებიც ქსელიდან გამორთულია. საავადმყოფოები, მონაცემთა ცენტრები და თუნდაც სასურსათო მაღაზიები იყენებენ მათ, როგორც სარეზერვო ელექტროენერგიის გამომუშავების გადაწყვეტილებებს, რაც უზრუნველყოფს ბიზნესს ელექტროენერგიის მიწოდების შემთხვევაში.
დენის უკმარისობა.დაკავშირებული: როგორ აღვადგინოთ თქვენი ენერგოეფექტურობის სახლის გაუმჯობესება საგადასახადო დროში
ლითიუმ-იონური ბატარეისგან განსხვავებით, რომელიც ენერგიას ინახავს, საწვავის უჯრედი ქმნის ქიმიურ ენერგიას ელექტროქიმიური რეაქციის შედეგად საწვავს (ჩვეულებრივ წყალბადს) და ჟანგბადს გარემომცველ ჰაერში. როდესაც წყალბადის და ჟანგბადის ატომები გაერთიანდებიან, რეაქცია ათავისუფლებს ენერგიის დიდ რაოდენობას. სინამდვილეში, ორ ელემენტს შორის ქიმიური რეაქცია იმდენად ძლიერია, რომ მას შეუძლია რაკეტების გაგზავნა კოსმოსში.
როდესაც ეს ენერგია მიედინება საწვავის უჯრედში (იმის ნაცვლად, რომ გამოყენებული იქნას აფეთქების შესაქმნელად), რეაქცია წარმოქმნის ელექტროენერგიას და სითბოს. როდესაც ქიმიური რეაქცია საკმარისად დიდია, მას შეუძლია გამოიმუშაოს საკმარისი ელექტროენერგია მანქანის გადასაადგილებლად ან შენობისთვის ენერგიის მიწოდებისთვის.
საწვავის უჯრედების გამოყენება ოთხი ძირითადი ნაწილი ენერგიის შესაქმნელად: ანოდი, კათოდი, ელექტროლიტი და კატალიზატორი. წყალბადის საწვავის უჯრედში, ყველაზე გავრცელებული ტიპის, წყალბადის ატომები შედიან საწვავის უჯრედში ანოდში. მას შემდეგ, რაც ანოდში შედის, კატალიზატორი, ჩვეულებრივ, პლატინი, ჰყოფს წყალბადის მოლეკულებს ელექტრონებსა და პროტონებად.
ფოტო: istockphoto.com
შემდეგ ელექტრონები იძულებით გადადიან წრედში, ქმნიან ელექტროენერგიას, რომელსაც შეუძლია ელექტრო მანქანა, საავადმყოფო ან საცხოვრებელი კორპუსი. სქემიდან გასვლის შემდეგ, ელექტრონები მიდიან კათოდში, სადაც ისინი კვლავ აერთიანებენ პროტონებს და ერწყმის ჟანგბადს, რათა შექმნან წყლისა და სითბოს რეაქციის ქვეპროდუქტები.
საწვავის უჯრედებს აქვს რამდენიმე თვალისმომჭრელი უპირატესობა. ისინი არ წვავენ წიაღისეულ საწვავს, არ წარმოქმნიან დაბინძურებას და იღებენ ორჯერ მეტ გარბენს, ვიდრე ბატარეით მომუშავე მანქანები. (უნდა აღვნიშნოთ, რომ საწვავის უჯრედებისთვის საჭირო წყალბადის შექმნის პროცესი არ არის 100 პროცენტით სუფთაა, მაგრამ შედარებულია ლითიუმ-იონური ბატარეის გამონაბოლქვთან და ბევრად უფრო სუფთა ვიდრე წვა წიაღისეული). მიუხედავად იმისა, რომ ლითიუმ-იონური ბატარეების დამუხტვას საათები სჭირდება, წყალბადის ავზის შევსება შეგიძლიათ 5 წუთში ან ნაკლებ დროში, ისევე, როგორც გაზის ავზის შევსებას უტყვი საწვავით.
ამ უპირატესობების გათვალისწინებით, რატომ ვხედავთ ამდენი ბატარეით მომუშავე ტესლას გზაზე და ძალიან ცოტა წყალბადის მანქანებს? ბევრ სახელმწიფოს არ აქვს ინვესტიცია წყალბადის საწვავის სადგურებში, რადგან მათი აშენება ძალიან ძვირია. Ღირს თითქმის 2 მილიონი დოლარი წყალბადის საწვავის სადგურის აშენებას. როგორც ასეთი, ამჟამად ქვეყანაში წყალბადის საწვავის 70-ზე ნაკლები სადგურია, რომელთაგან თითქმის ყველა კალიფორნიაშია. შედარებისთვის, თქვენ შეგიძლიათ დატენოთ მანქანა, რომელიც იკვებება ლითიუმ-იონური ბატარეით, სახლის სტანდარტულ დენის განყოფილებაში შეერთებით.
საწვავის უჯრედები უფრო ფართოდ გამოიყენება, როგორც სტაციონარული ენერგიის წყაროები. ისინი შორს არიან უფრო ეფექტური ვიდრე ტრადიციული ელექტროსადგურები, რომლებიც წვავენ წიაღისეულ საწვავს. მიხედვით აშშ-ის ენერგეტიკის დეპარტამენტისაწვავის უჯრედების სისტემებს შეუძლიათ გამოიმუშაონ ელექტროენერგია 60 პროცენტამდე ეფექტურობით, რაც ბევრად აღემატება ტრადიციული ელექტროსადგურის 33-დან 35 პროცენტამდე ეფექტურობას.
დაკავშირებული: მოგვარებულია! როგორ გამოვიყენოთ თქვენი სახლის მზის პანელები თქვენი ელექტრო მანქანის დასატენად
ფოტო: istockphoto.com
მიუხედავად იმისა, რომ პოლიმერული ელექტროლიტური მემბრანა (PEM) შეიძლება იყოს ყველაზე გავრცელებული საწვავის უჯრედების ტიპებს შორის, არსებობს კიდევ ექვსი საწვავის უჯრედების მაგალითები, რომლებმაც გზა გაუხსნეს საწვავის უჯრედების დღევანდელ ტექნოლოგიას, ამჟამად გამოიყენება ან არ არის განვითარება:
ფოტო: istockphoto.com