Prednosti gorivih ćelija su ogromne; međutim, u ovom ćemo postu istražiti neke nedostatke gorivih ćelija koje također moramo uzeti u obzir pri potrošnji energije.
Ljudi i zemlje diljem svijeta postaju sve zabrinutiji kako klimatski izazovi uzimaju maha. Vlade diljem svijeta traže više ekološki prihvatljivi i dugoročni izvori energije i proizvodnje energije.
Sve veća primjena obnovljivih tehnologija, poput električnih automobila, dobra je ilustracija svega ovoga. Tehnologija gorivih ćelija još je jedna inovacija koja postaje sve popularnija diljem svijeta.
A gorivna ćelija je uređaj koji pomoću goriva proizvodi električnu energiju i toplinsku energiju. Gorivne ćelije su elektrokemijske ćelije koje pretvaraju kemijsku energiju goriva (obično vodika) i oksidacijskog sredstva (obično kisika) u električnu energiju pomoću para redoks reakcija.
Razlikuju se od većine baterija po tome što im je potreban stalni izvor goriva i kisika (obično iz zraka) za održavanje kemijske reakcije.
Za razliku od baterija, gorivne ćelije nisu uređaji za skladištenje energije, već pretvarači energije.
Izvana se gorivne ćelije gotovo ne razlikuju od motora s unutarnjim izgaranjem. Za razliku od motora s unutarnjim izgaranjem, gorivo u gorivnoj ćeliji ne izgara, već se kemijskom reakcijom pretvara u električnu energiju i toplinu.
Danas se gorivne ćelije prvenstveno koriste za napajanje. Jedna od prednosti je njihov rad s nultom emisijom i stoga služe kao ekološki prihvatljiva alternativa motorima s unutarnjim izgaranjem. Još jedna prednost je što se stvorena otpadna toplina može lako koristiti za grijanje.
Gorivne ćelije također se mogu učinkovito koristiti u mobilnosti. S jedne strane, oni pružaju visoku gustoću energije, dok, s druge strane, omogućuju brzo ponovno punjenje spremnika goriva.
U sektoru gospodarskih vozila, gorivne ćelije bitna su komponenta buduće mobilnosti, ali ne kao alternativa, već u kombinaciji s baterijama. U primjenama gdje su potrebne velike količine energije, a prostor je precijenjen, same baterije suočavaju se s tehničkim ograničenjima.
Težina je velika, kao i zahtjev za prostorom. Za komercijalne primjene i teška vozila ovo dovodi u pitanje svakodnevnu prikladnost izravne elektrifikacije putem baterija.
Gorivna ćelija je dizajnirana na način da se svaka goriva ćelija sastoji od 2 elektrode (anode i katode) odvojene elektrolitom. Elektrode su vodljive za elektrone, dok je elektrolit propusna samo za određenu vrstu iona (električno nabijenih atoma).
Gorivne ćelije mogu kontinuirano proizvoditi električnu energiju sve dok ima goriva i kisika. Kao i svaki drugi izvor energije, gorive ćelije imaju svoje prednosti i nedostatke. Međutim, u ovom ćemo članku detaljno predstaviti nedostatke gorivih ćelija koje ćete morati uzeti u obzir prilikom korištenja gorivih ćelija.
Pregled sadržaja
9 Nedostaci gorivih ćelija
Nastavljaju se rasprave o prednostima i nedostacima gorivih ćelija, ali unatoč trenutnim ograničenjima, gorivne ćelije su u velikoj mjeri još uvijek ekološki prihvatljiva alternativa fosilnim gorivima i mogu se koristiti za pružanje fleksibilne snage i pogona visoke gustoće za širok raspon industrijskih postrojenja i načina prijevoza.
Međutim, postoje neka ograničenja goriva koja moramo uzeti u obzir.
Stoga su u nastavku navedeni i razmotreni neki nedostaci, mane i izazovi gorivih ćelija.
- Uklanjanje vodika
- Ulaganje za razvoj
- Zbirka vodika
- Izuzetno zapaljivo
- Trošak sirovina
- Ukupni rashodi
- Temelj
- Regulatorna pitanja
- Poteškoće u administraciji
1. Uklanjanje vodika
Unatoč tome što je najzastupljeniji element u svemiru, vodik ne postoji sam za sebe; mora se prikupiti iz tekućine elektrolizom ili odvojiti od ugljikovih fosilnih goriva.
Svaka od ovih metoda nužno zahtijeva značajnu količinu energije za postizanje. Ova energija može biti veća od one dobivene iz samog vodika, a može biti i pretjerana.
Štoviše, ovo uklanjanje obično zahtijeva upotrebu fosilnih goriva, potkopavajući ekološku učinkovitost vodika zbog očitog nedostatka hvatanja i skladištenja ugljika.
2. Ulaganje za razvoj
Vodikove gorivne ćelije trebaju financiranje da se razviju do točke u kojoj postanu istinski održiv izvor energije. To će također zahtijevati političku volju da se novac i vrijeme troše na razvoj kako bi se unaprijedila i razvila tehnologija.
Ali onda, globalni izazov ili prepreka razvoju održive i raširene energije vodika je kako najbolje izgraditi lanac ponude i potražnje na najisplativiji način i kvantitativni sustav.
3. Skupljanje vodika
Transport i skladištenje vodika mnogo je teži od transporta i skladištenja prirodni gas i ugljena.
Kao rezultat toga, postoje dodatni troškovi kada se koriste gorivne ćelije kao izvor energije.
4. Izuzetno zapaljivo
Vodik je vrlo zapaljiv izvor goriva, koji zahtijeva visoku razinu sigurnosti.
Vodik se zapali u atmosferi u koncentracijama u rasponu od 4 do 75 posto, vodik se zapali u atmosferi.
5. Trošak sirovina
Sirovine poput iridija i platine obično su potrebne kao katalizatori u gorivim ćelijama i nekim vrstama elektrolizatora vode, što ukazuje na to da početna cijena gorivih ćelija i elektrolize vode može biti pretjerana.
Ova visoka cijena sprječava neke pojedince da ulažu u tehnologiju gorivih ćelija. Takve troškove treba smanjiti kako bi gorivne ćelije postale održiv izvor goriva za sve.
Stoga, kako bi gorivne ćelije bile održiv i izvediv izvor energije za sve, te se cijene moraju smanjiti.
6. Ukupni rashodi
U usporedbi s drugim izvorima energije uključujući solarne energije, gorive ćelije trenutno koštaju više po jedinici energije. Međutim, moglo bi doći do promjene kako se tehnologija razvija; ovaj je trošak ograničenje za opću upotrebu vodika iako je učinkovitiji nakon što se stvori, iako je učinkovitiji nakon što se generira.
Ovi izdaci utječu na buduće cijene, kao što je cijena vozila s pogonom na vodik, zbog čega je široko prihvaćanje trenutno teško.
7. Zaklada
Kako se fosilna goriva koriste desetljećima, okvir za ovaj izvor energije već postoji. Široko prihvaćanje tehnologije gorivih ćelija za automobilsku primjenu zahtijevat će novu infrastrukturu za opskrbu.
Međutim, za primjene na velikim udaljenostima, poput onih za dostavna vozila i teška teretna vozila, može se koristiti punjenje gorivom od početka do kraja.
8. Regulatorna pitanja
Također postoje regulatorni problemi koji se tiču okvira koji predstavlja modele komercijalne primjene.
Bez jasnih regulatornih okvira koji bi komercijalnim projektima omogućili razumijevanje njihove osnove troškova i prihoda, komercijalni projekti mogu imati problema s donošenjem odluke o financijskom ulaganju (FID).
9. Poteškoće u administraciji
Postoje daljnja ograničenja koja nameću regulatorna pitanja uključena u njegovo funkcioniranje koja odražavaju scenarije industrijske primjene.
Komercijalni pothvati mogu težiti održavanju strategije ekonomskog ulaganja ako ne postoje specifične pravne strukture koje bi im omogućile postizanje ciljeva troškova i koristi.
Zaključak
Ovi izazovi gorivih ćelija potvrđuju činjenicu da još uvijek trebamo dalje raditi na korištenju gorivih ćelija kako bismo ostvarili puni potencijal gorivih ćelija kao ključnog pokretača budućeg dekarboniziranog energetskog sustava i temeljnog rješenja za naše globalne energetske potrebe, kao kao i pomoć u zaštiti i očuvanju okoliša.
Preporuke
- Automobili na vodik u Indiji – nagađanja, istina i planovi
. - 7 Utjecaji litij-ionskih baterija u električnim vozilima na okoliš
. - 24 Prednosti i nedostaci vodikovog goriva
. - Ciljevi čiste energije za topljenje: Uloga specijalnih kemikalija
. - 8 tehnologija koje pokreću dizajn zelenih gradova za pametne gradove i održivu budućnost
Ahamefula Ascension je konzultant za nekretnine, analitičar podataka i pisac sadržaja. Osnivač je Hope Ablaze Foundation i diplomirao je upravljanje okolišem na jednom od prestižnih fakulteta u zemlji. Opsjednut je čitanjem, istraživanjem i pisanjem.