Τα πλεονεκτήματα των κυψελών καυσίμου είναι τεράστια. Ωστόσο, σε αυτήν την ανάρτηση, θα εμβαθύνουμε σε ορισμένα μειονεκτήματα των κυψελών καυσίμου που πρέπει επίσης να λάβουμε υπόψη στην κατανάλωση ενέργειας.
Οι άνθρωποι και οι χώρες σε όλο τον κόσμο ανησυχούν ολοένα και περισσότερο καθώς οι κλιματικές προκλήσεις ενισχύονται. Οι κυβερνήσεις σε όλο τον κόσμο εξετάζουν περισσότερα φιλικές προς το περιβάλλον και μακροπρόθεσμες πηγές παραγωγής ενέργειας και ενέργειας.
Η αυξημένη εφαρμογή της τεχνολογίας ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, είναι ένα καλό παράδειγμα όλων αυτών. Η τεχνολογία κυψελών καυσίμου είναι μια άλλη καινοτομία που συγκεντρώνει δημοτικότητα σε όλο τον κόσμο.
A κυψέλη καυσίμου είναι μια συσκευή που παράγει ηλεκτρική και θερμική ενέργεια μέσω της χρήσης καυσίμου. Οι κυψέλες καυσίμου είναι ηλεκτροχημικές κυψέλες που μετατρέπουν τη χημική ενέργεια ενός καυσίμου (συνήθως υδρογόνο) και ενός οξειδωτικού παράγοντα (συνήθως οξυγόνο) σε ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας ένα ζεύγος αντιδράσεων οξειδοαναγωγής.
Διαφέρουν από τις περισσότερες μπαταρίες καθώς χρειάζονται συνεχή πηγή καυσίμου και οξυγόνου (τακτικά από τον αέρα) για τη διατήρηση της χημικής αντίδρασης.
Σε αντίθεση με τις μπαταρίες, οι κυψέλες καυσίμου δεν είναι συσκευές αποθήκευσης ενέργειας, αλλά μετατροπείς ενέργειας.
Εξωτερικά, οι κυψέλες καυσίμου δεν διαφέρουν σχεδόν καθόλου από τους κινητήρες εσωτερικής καύσης. Σε αντίθεση με έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης, το καύσιμο στην κυψέλη καυσίμου δεν καίγεται αλλά μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια και θερμότητα χρησιμοποιώντας μια χημική αντίδραση.
Σήμερα, οι κυψέλες καυσίμου χρησιμοποιούνται κυρίως για παροχή ρεύματος. Ένα από τα πλεονεκτήματα είναι η λειτουργία τους με μηδενικές εκπομπές, χρησιμεύοντας έτσι ως μια φιλική προς το περιβάλλον εναλλακτική λύση για τους κινητήρες εσωτερικής καύσης. Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι ότι η απορριπτόμενη θερμότητα που παράγεται μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί για θέρμανση.
Οι κυψέλες καυσίμου μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά στην κινητικότητα. Αφενός, παρέχουν υψηλή ενεργειακή πυκνότητα ενώ, αφετέρου, επιτρέπουν την ταχεία αναπλήρωση της δεξαμενής καυσίμου.
Στον τομέα των επαγγελματικών οχημάτων, οι κυψέλες καυσίμου αποτελούν ουσιαστικό στοιχείο της μελλοντικής κινητικότητας όχι ως εναλλακτική λύση, αλλά σε συνδυασμό με μπαταρίες. Σε εφαρμογές όπου απαιτούνται μεγάλες ποσότητες ενέργειας και ο χώρος είναι υψηλότερος, οι μπαταρίες από μόνες τους αντιμετωπίζουν τεχνικούς περιορισμούς.
Το βάρος είναι υψηλό, όπως και η απαίτηση χώρου. Για εμπορικές εφαρμογές και βαρέα οχήματα, αυτό θέτει υπό αμφισβήτηση την καθημερινή καταλληλότητα της άμεσης ηλεκτροδότησης μέσω μπαταριών.
Μια κυψέλη καυσίμου έχει σχεδιαστεί με τρόπο ώστε κάθε κυψέλη καυσίμου να αποτελείται από 2 ηλεκτρόδια (άνοδος και κάθοδος) που χωρίζονται από έναν ηλεκτρολύτη. Τα ηλεκτρόδια είναι αγώγιμα για τα ηλεκτρόνια, ενώ ο ηλεκτρολύτης είναι διαπερατός μόνο για συγκεκριμένο τύπο ιόντων (ηλεκτρικά φορτισμένα άτομα).
Οι κυψέλες καυσίμου μπορούν να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια συνεχώς για όσο διάστημα παρέχονται καύσιμα και οξυγόνο. Όπως κάθε πηγή ενέργειας, οι κυψέλες καυσίμου έχουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους. Ωστόσο, σε αυτό το άρθρο, θα παρουσιάσουμε λεπτομερώς τα μειονεκτήματα των κυψελών καυσίμου, τα οποία θα πρέπει να λάβετε υπόψη κατά τη χρήση των κυψελών καυσίμου.
Πίνακας περιεχομένων
9 Μειονεκτήματα της κυψέλης καυσίμου
Συνεχίζονται οι συζητήσεις σχετικά με τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των κυψελών καυσίμου, αλλά παρά τους τρέχοντες περιορισμούς, οι κυψέλες καυσίμου, σε μεγάλο βαθμό, εξακολουθούν να είναι μια φιλική προς το περιβάλλον εναλλακτική λύση στα ορυκτά καύσιμα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παροχή ευέλικτης και υψηλής πυκνότητας ισχύος και πρόωσης για ένα ευρύ φάσμα των βιομηχανικών εγκαταστάσεων και των μέσων μεταφοράς.
Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί στα καύσιμα που πρέπει να λάβουμε υπόψη.
Ως εκ τούτου, παρατίθενται και συζητούνται παρακάτω ορισμένα μειονεκτήματα, μειονεκτήματα και προκλήσεις των κυψελών καυσίμου.
- Απομάκρυνση Υδρογόνου
- Επένδυση για Ανάπτυξη
- Συλλογή Υδρογόνου
- Εξαιρετικά εύφλεκτο
- Κόστος Πρώτων Υλών
- Συνολικές δαπάνες
- Θεμέλιο
- Ρυθμιστικά Θέματα
- Δυσκολίες στη Διοίκηση
1. Απομάκρυνση Υδρογόνου
Παρά το γεγονός ότι είναι το πιο άφθονο στοιχείο στο Σύμπαν, το υδρογόνο δεν υπάρχει από μόνο του. πρέπει να συλλέγεται από το υγρό μέσω ηλεκτρόλυσης ή να διαχωριστεί από τα ορυκτά καύσιμα άνθρακα.
Κάθε μία από αυτές τις μεθόδους απαιτεί αναγκαστικά σημαντική ποσότητα ενέργειας για να επιτευχθεί. Αυτή η ενέργεια μπορεί να είναι μεγαλύτερη από αυτή που αποκτάται από το ίδιο το υδρογόνο, καθώς και υπερβολική.
Επιπλέον, αυτή η αφαίρεση συνήθως απαιτεί τη χρήση ορυκτών καυσίμων, υπονομεύοντας την περιβαλλοντική απόδοση του υδρογόνου λόγω της προφανούς έλλειψης δέσμευσης και αποθήκευσης άνθρακα.
2. Επένδυση για Ανάπτυξη
Οι κυψέλες καυσίμου υδρογόνου χρειάζονται χρηματοδότηση για να αναπτυχθούν σε σημείο που να γίνουν μια πραγματικά βιώσιμη πηγή ενέργειας. Αυτό θα απαιτήσει επίσης την πολιτική βούληση να δαπανηθούν χρήματα και χρόνος για την ανάπτυξη για τη βελτίωση και την ανάπτυξη της τεχνολογίας.
Στη συνέχεια, όμως, η παγκόσμια πρόκληση ή εμπόδιο για την ανάπτυξη βιώσιμης και ευρέως διαδεδομένης ενέργειας υδρογόνου είναι ο καλύτερος τρόπος για να οικοδομήσουμε την αλυσίδα προσφοράς και ζήτησης με τον πιο οικονομικά αποδοτικό τρόπο και ποσοτικό σύστημα.
3. Συλλογή Υδρογόνου
Η μεταφορά και αποθήκευση του υδρογόνου είναι πολύ πιο δύσκολη από τη μεταφορά και την αποθήκευση φυσικό αέριο και άνθρακα.
Ως αποτέλεσμα, υπάρχουν πρόσθετα έξοδα κατά τη χρήση κυψελών καυσίμου ως πηγή ενέργειας.
4. Εξαιρετικά εύφλεκτο
Το υδρογόνο είναι μια πολύ εύφλεκτη πηγή καυσίμου, η οποία απαιτεί υψηλό επίπεδο προσοχής στην ασφάλεια.
Το αέριο υδρογόνο αναφλέγεται στην ατμόσφαιρα σε συγκεντρώσεις που κυμαίνονται από 4 έως 75 τοις εκατό, το αέριο υδρογόνο αναφλέγεται στην ατμόσφαιρα.
5. Κόστος Πρώτων Υλών
Οι πρώτες ύλες όπως το ιρίδιο και η πλατίνα χρειάζονται συνήθως ως καταλύτες σε κυψέλες καυσίμου και σε ορισμένους τύπους ηλεκτρολύτη νερού, γεγονός που δείχνει ότι το αρχικό κόστος των κυψελών καυσίμου και της ηλεκτρόλυσης νερού μπορεί να είναι υπερβολικό.
Αυτό το υψηλό κόστος εμποδίζει ορισμένα άτομα να επενδύσουν στην τεχνολογία κυψελών καυσίμου. Τέτοιες δαπάνες πρέπει να μειωθούν για να γίνουν οι κυψέλες καυσίμου βιώσιμη πηγή καυσίμου για όλους.
Ως εκ τούτου, για να γίνουν οι κυψέλες καυσίμου βιώσιμη και εφικτή πηγή ενέργειας για όλους, αυτές οι τιμές πρέπει να μειωθούν.
6. Συνολικές δαπάνες
Σε σύγκριση με άλλες πηγές ενέργειας συμπεριλαμβανομένων ηλιακής ενέργειας, οι κυψέλες καυσίμου κοστίζουν σήμερα περισσότερο ανά μονάδα ενέργειας. Ωστόσο, θα μπορούσε να υπάρξει αλλαγή καθώς η τεχνολογία αναπτύσσεται. Αυτό το κόστος είναι ένας περιορισμός στη γενική χρήση του υδρογόνου, παρόλο που είναι πιο αποτελεσματικό μόλις δημιουργηθεί, παρόλο που είναι πιο αποδοτικό μετά την παραγωγή του.
Αυτή η δαπάνη επηρεάζει τις μελλοντικές τιμές, όπως η τιμή των υδρογονοκίνητων οχημάτων, γεγονός που δυσχεραίνει τη ευρεία αποδοχή αυτή τη στιγμή.
7. Foundationδρυμα
Καθώς τα ορυκτά καύσιμα χρησιμοποιούνται εδώ και δεκαετίες, το πλαίσιο για αυτήν την πηγή ενέργειας υπάρχει ήδη. Η ευρεία αποδοχή της τεχνολογίας κυψελών καυσίμου για εφαρμογές αυτοκινήτων θα απαιτήσει μια νέα υποδομή ανεφοδιασμού.
Ωστόσο, για εφαρμογές μεγάλων αποστάσεων, όπως αυτές για οχήματα παράδοσης και βαρέα οχήματα, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί η τροφοδοσία καυσίμων από την αρχή μέχρι το τέλος.
8. Ρυθμιστικά Θέματα
Υπάρχουν επίσης κανονιστικά προβλήματα σχετικά με το πλαίσιο που αντιπροσωπεύει εμπορικά μοντέλα ανάπτυξης.
Χωρίς σαφή ρυθμιστικά πλαίσια που θα επιτρέπουν στα εμπορικά έργα να κατανοούν τη βάση κόστους και εσόδων τους, τα εμπορικά έργα μπορεί να δυσκολευτούν να επιτύχουν μια χρηματοοικονομική επενδυτική απόφαση (FID).
9. Δυσκολίες στη Διοίκηση
Υπάρχουν περαιτέρω περιορισμοί που επιβάλλονται από ρυθμιστικά ζητήματα που εμπλέκονται στη λειτουργία του που αντικατοπτρίζουν σενάρια βιομηχανικής εφαρμογής.
Οι εμπορικές επιχειρήσεις μπορεί να προσπαθήσουν να διατηρήσουν μια οικονομική επενδυτική στρατηγική εάν δεν υπάρχουν συγκεκριμένες νομικές δομές που να τους επιτρέπουν να επιτύχουν τους στόχους κόστους και οφέλους τους.
Συμπέρασμα
Αυτές οι προκλήσεις των κυψελών καυσίμου επιβεβαιώνουν το γεγονός ότι πρέπει ακόμη να συνεχίσουμε το έργο μας στη χρήση κυψελών καυσίμου για να αξιοποιήσουμε το πλήρες δυναμικό των κυψελών καυσίμου ως βασικό παράγοντα για ένα μελλοντικό ενεργειακό σύστημα απανθρακοποίησης και θεμελιώδη λύση για τις παγκόσμιες ενεργειακές μας απαιτήσεις, όπως καθώς και να βοηθήσει στην προστασία και διατήρηση του περιβάλλοντος.
συστάσεις
- Αυτοκίνητα υδρογόνου στην Ινδία – Οι εικασίες, η αλήθεια και τα σχέδια
. - 7 Περιβαλλοντικές επιπτώσεις των μπαταριών ιόντων λιθίου σε ηλεκτρικά οχήματα
. - 24 Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του καυσίμου υδρογόνου
. - Στόχοι Melting Clean Energy: The Role Of Specialty Chemicals
. - 8 Τεχνολογίες που οδηγούν τον σχεδιασμό της πράσινης πόλης για έξυπνες πόλεις και ένα βιώσιμο μέλλον
Η Ahamefula Ascension είναι σύμβουλος ακινήτων, αναλυτής δεδομένων και συγγραφέας περιεχομένου. Είναι ο ιδρυτής του Hope Ablaze Foundation και πτυχιούχος Περιβαλλοντικής Διαχείρισης σε ένα από τα διάσημα κολέγια της χώρας. Έχει εμμονή με την Ανάγνωση, την Έρευνα και τη Γραφή.