Предимствата на горивните клетки са огромни; в тази публикация обаче ще се задълбочим в някои недостатъци на горивните клетки, които също трябва да вземем предвид при потреблението на енергия.
Хората и страните по целия свят стават все по-притеснени, тъй като климатичните предизвикателства набират скорост. Правителствата по целия свят търсят повече екологично чисти и дългосрочни източници на електроенергия и енергия.
Повишеното внедряване на възобновяеми технологии, като електрически автомобили, е добра илюстрация на всичко това. Технологията на горивните клетки е друга иновация, която набира популярност по целия свят.
A горивна клетка е устройство, което генерира електрическа енергия и топлинна енергия чрез използване на гориво. Горивните клетки са електрохимични клетки, които трансформират химическата енергия на гориво (обикновено водород) и окислител (обикновено кислород) в електричество, използвайки двойка редокс реакции.
Те се различават от повечето батерии по това, че се нуждаят от непрекъснат източник на гориво и кислород (обикновено от въздуха), за да поддържат химическата реакция.
За разлика от батериите, горивните клетки не са устройства за съхранение на енергия, а преобразуватели на енергия.
Отвън горивните клетки почти не се различават от двигателите с вътрешно горене. За разлика от двигателя с вътрешно горене, горивото в горивната клетка не се изгаря, а се преобразува в електричество и топлина чрез химическа реакция.
В наши дни горивните клетки се използват предимно за захранване. Едно от предимствата е тяхната работа с нулеви емисии, като по този начин служат като екологична алтернатива на двигателите с вътрешно горене. Друго предимство е, че генерираната отпадна топлина може лесно да се използва за отопление.
Горивните клетки също могат да се използват ефективно в мобилността. От една страна, те осигуряват висока енергийна плътност, а от друга позволяват бързо презареждане на резервоара за гориво.
В сектора на търговските превозни средства горивните клетки са основен компонент на бъдещата мобилност не като алтернатива, а в комбинация с батерии. В приложения, при които се изискват големи количества енергия и пространството е на първо място, само батериите са изправени пред технически ограничения.
Теглото е високо, както и изискването за пространство. За търговски приложения и тежкотоварни превозни средства това поставя под въпрос ежедневната пригодност на директното електрифициране чрез батерии.
Горивната клетка е проектирана по такъв начин, че всяка горивна клетка се състои от 2 електрода (анод и катод), разделени от електролит. Електродите са проводими за електрони, докато електролитът е пропусклив само за определен тип йони (електрически заредени атоми).
Горивните клетки могат да генерират електричество непрекъснато, докато има гориво и кислород. Като всеки източник на енергия горивните клетки имат своите предимства и недостатъци. В тази статия обаче ще представим подробно недостатъците на горивните клетки, които трябва да имате предвид при използването на горивни клетки.
Съдържание
9 Недостатъци на горивната клетка
Продължават дебатите относно предимствата и недостатъците на горивните клетки, но въпреки настоящите ограничения, горивните клетки до голяма степен все още са екологична алтернатива на изкопаемите горива и могат да се използват за осигуряване на гъвкава и висока плътност на енергия и задвижване за широк диапазон промишлени предприятия и видове транспорт.
Има обаче някои ограничения за горивото, които трябва да вземем предвид.
Следователно, изброени и обсъдени по-долу са някои недостатъци, недостатъци и предизвикателства на горивните клетки.
- Отстраняване на водород
- Инвестиция за развитие
- Събиране на водород
- Изключително запалим
- Разходи за суровини
- Общи разходи
- фундамент
- Регулаторни въпроси
- Трудности в администрацията
1. Отстраняване на водород
Въпреки че е най-разпространеният елемент във Вселената, водородът не съществува сам по себе си; той трябва да бъде събран от течността чрез електролиза или отделен от въглеродните изкопаеми горива.
Всеки от тези методи непременно изисква значително количество енергия за изпълнение. Тази енергия може да бъде повече от тази, получена от самия водород, както и да бъде прекомерна.
Освен това, това отстраняване обикновено налага използването на изкопаеми горива, подкопавайки екологичната ефективност на водорода поради очевидната липса на улавяне и съхранение на въглерод.
2. Инвестиции за развитие
Водородните горивни клетки се нуждаят от финансиране, за да бъдат разработени до степен, в която да се превърнат в истински жизнеспособен източник на енергия. Това също така ще изисква политическа воля за изразходване на пари и време за развитие, за да се подобри и развие технологията.
Но тогава глобалното предизвикателство или пречка пред развитието на устойчива и широко разпространена водородна енергия е как най-добре да се изгради веригата за търсене и предлагане по най-рентабилния начин и количествена система.
3. Събиране на водород
Транспортирането и съхранението на водород е много по-трудно от транспортирането и съхранението природен газ и въглища.
В резултат на това има допълнителни разходи при използването на горивни клетки като източник на енергия.
4. Изключително запалим
Водородът е силно запалим източник на гориво, което изисква високо ниво на внимание на безопасността.
Водородният газ се запалва в атмосферата при концентрации, вариращи от 4 до 75 процента, водородният газ се запалва в атмосферата.
5. Разходи за суровини
Суровини като иридий и платина обикновено са необходими като катализатори в горивни клетки и някои видове водни електролизери, което показва, че първоначалната цена на горивните клетки и водната електролиза може да бъде прекомерна.
Тази висока цена пречи на някои хора да инвестират в технология за горивни клетки. Тези разходи трябва да бъдат намалени, за да превърнат горивните клетки в жизнеспособен източник на гориво за всички.
Следователно, за да превърнат горивните клетки в жизнеспособен и осъществим източник на енергия за всички, тези цени трябва да бъдат намалени.
6. Общи разходи
В сравнение с други източници на енергия, включително слънчева енергия, горивните клетки в момента струват повече за единица енергия. Въпреки това може да има промяна с развитието на технологията; тази цена е ограничение за общата употреба на водорода, въпреки че е по-ефективен, след като е създаден, въпреки че е по-ефективен, след като е генериран.
Този разход оказва влияние върху бъдещите цени, като например цената на превозните средства, задвижвани с водород, което в момента затруднява широкото приемане.
7. Фондация
Тъй като изкопаемите горива се използват от десетилетия, рамката за този източник на енергия вече съществува. Широкото приемане на технологията за горивни клетки за автомобилни приложения ще изисква нова инфраструктура за снабдяване.
Въпреки това, за приложения на дълги разстояния, като тези за превозни средства за доставка и тежкотоварни автомобили, може да се използва зареждане от началото до края.
8. Регулаторни въпроси
Съществуват и регулаторни проблеми по отношение на рамката, представяща моделите за търговско внедряване.
Без ясни регулаторни рамки, които да позволят на търговските проекти да разберат своята база на разходите и приходите, търговските проекти могат да имат затруднения да постигнат решение за финансова инвестиция (FID).
9. Трудности в администрацията
Има допълнителни ограничения, наложени от регулаторни въпроси, свързани с функционирането му, които отразяват сценарии за промишлено приложение.
Търговските предприятия могат да се стремят да поддържат икономическа инвестиционна стратегия, ако няма специфични правни структури, които да им позволят да постигнат своите цели за разходи и ползи.
Заключение
Тези предизвикателства на горивните клетки потвърждават факта, че все още трябва да продължим работата си в използването на горивни клетки, за да реализираме пълния потенциал на горивните клетки като ключов фактор за бъдеща декарбонизирана енергийна система и фундаментално решение за нашите глобални енергийни изисквания, като както и помощ за защита и опазване на околната среда.
Препоръки
- Водородни автомобили в Индия – спекулации, истина и планове
. - 7 Въздействия върху околната среда на литиево-йонните батерии в електрическите превозни средства
. - 24 Предимства и недостатъци на водородното гориво
. - Цели за топене на чиста енергия: Ролята на специалните химикали
. - 8 технологии, движещи зеления градски дизайн за интелигентни градове и устойчиво бъдеще
Ahamefula Ascension е консултант по недвижими имоти, анализатор на данни и писател на съдържание. Той е основател на фондация Hope Ablaze и е завършил управление на околната среда в един от престижните колежи в страната. Той е обсебен от четене, изследване и писане.