Η κυψέλη καυσίμου είναι ένα είδος συσκευής παραγωγής ενέργειας, η οποία μετατρέπει τη χημική ενέργεια του καυσίμου σε ηλεκτρική ενέργεια με αντίδραση οξειδοαναγωγής οξυγόνου ή άλλων οξειδωτικών. Το πιο κοινό καύσιμο είναι το υδρογόνο, το οποίο μπορεί να γίνει κατανοητό ως η αντίστροφη αντίδραση της ηλεκτρόλυσης του νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο.
Σε αντίθεση με τον πύραυλο, η κυψέλη καυσίμου υδρογόνου δεν παράγει κινητική ενέργεια μέσω της βίαιης αντίδρασης καύσης υδρογόνου και οξυγόνου, αλλά απελευθερώνει ελεύθερη ενέργεια Gibbs στο υδρογόνο μέσω της καταλυτικής συσκευής. Η αρχή λειτουργίας του είναι ότι το υδρογόνο αποσυντίθεται σε ηλεκτρόνια και ιόντα υδρογόνου (πρωτόνια) μέσω ενός καταλύτη (συνήθως πλατίνας) στο θετικό ηλεκτρόδιο μιας κυψέλης καυσίμου. Τα πρωτόνια φτάνουν στο αρνητικό ηλεκτρόδιο μέσω της μεμβράνης ανταλλαγής πρωτονίων και αντιδρούν με το οξυγόνο για να σχηματίσουν νερό και θερμότητα. Τα αντίστοιχα ηλεκτρόνια ρέουν από το θετικό ηλεκτρόδιο στο αρνητικό ηλεκτρόδιο μέσω του εξωτερικού κυκλώματος για να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Δεν έχει κανένα σημείο συμφόρησης θερμικής απόδοσης περίπου 40% για κινητήρα καυσίμου και η απόδοση της κυψέλης καυσίμου υδρογόνου μπορεί εύκολα να φτάσει περισσότερο από 60%.
Ήδη πριν από λίγα χρόνια, η ενέργεια του υδρογόνου είναι γνωστή ως η «απόλυτη μορφή» οχημάτων νέας ενέργειας λόγω των πλεονεκτημάτων της: μηδενική ρύπανση, ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, γρήγορη υδρογόνωση, πλήρης εμβέλεια και ούτω καθεξής. Ωστόσο, η τεχνική θεωρία της κυψέλης καυσίμου υδρογόνου είναι τέλεια, αλλά η πρόοδος της εκβιομηχάνισης είναι σοβαρά πίσω. Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της προώθησής του είναι ο έλεγχος του κόστους. Αυτό περιλαμβάνει όχι μόνο το κόστος του ίδιου του οχήματος, αλλά και το κόστος παραγωγής και αποθήκευσης υδρογόνου.
Η ανάπτυξη οχημάτων κυψελών καυσίμου υδρογόνου εξαρτάται από την κατασκευή υποδομής καυσίμου υδρογόνου όπως η παραγωγή υδρογόνου, η αποθήκευση υδρογόνου, η μεταφορά υδρογόνου και η υδρογόνωση. Σε αντίθεση με τα καθαρά τραμ, τα οποία μπορούν να φορτιστούν αργά στο σπίτι ή στην εταιρεία, τα οχήματα υδρογόνου μπορούν να φορτιστούν μόνο στο σταθμό υδρογόνωσης, επομένως η ζήτηση για το σταθμό φόρτισης είναι πιο επείγουσα. Χωρίς ένα πλήρες δίκτυο υδρογόνωσης, η ανάπτυξη της βιομηχανίας οχημάτων υδρογόνου είναι αδύνατη.
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-02-2021