Kurināmā šūna ir sava veida enerģijas ģenerēšanas ierīce, kas kurināmā ķīmisko enerģiju pārvērš elektroenerģijā skābekļa vai citu oksidētāju redoksreakcijā. Visizplatītākā degviela ir ūdeņradis, ko var saprast kā ūdens elektrolīzes reverso reakciju uz ūdeņradi un skābekli.
Atšķirībā no raķetes, ūdeņraža degvielas šūna neražo kinētisko enerģiju vardarbīgās ūdeņraža un skābekļa sadegšanas reakcijās, bet atbrīvo Gibsa brīvo enerģiju ūdeņražā, izmantojot katalītisko ierīci. Tās darbības princips ir tāds, ka ūdeņradis sadalās elektronos un ūdeņraža jonos (protonos), izmantojot katalizatoru (parasti platīnu) kurināmā elementa pozitīvajā elektrodā. Protoni sasniedz negatīvo elektrodu caur protonu apmaiņas membrānu un reaģē ar skābekli, veidojot ūdeni un siltumu. Atbilstošie elektroni plūst no pozitīvā elektroda uz negatīvo elektrodu caur ārējo ķēdi, lai radītu elektrisko enerģiju. Tam nav siltuma efektivitātes sašaurinājuma, kas būtu aptuveni 40% degvielas dzinējam, un ūdeņraža degvielas elementa efektivitāte var viegli sasniegt vairāk nekā 60%.
Jau pirms dažiem gadiem ūdeņraža enerģija bija pazīstama kā jaunu enerģijas transportlīdzekļu “galējā forma”, pateicoties tās priekšrocībām, piemēram, nulles piesārņojuma, atjaunojamās enerģijas, ātras hidrogenēšanas, pilna diapazona un tā tālāk. Tomēr ūdeņraža kurināmā elementu tehniskā teorija ir ideāla, taču industrializācijas progress ir nopietni atpalicis. Viens no lielākajiem izaicinājumiem tās popularizēšanā ir izmaksu kontrole. Tas ietver ne tikai paša transportlīdzekļa izmaksas, bet arī ūdeņraža ražošanas un uzglabāšanas izmaksas.
Ūdeņraža kurināmā elementu transportlīdzekļu attīstība ir atkarīga no ūdeņraža degvielas infrastruktūras izveides, piemēram, ūdeņraža ražošanas, ūdeņraža uzglabāšanas, ūdeņraža transportēšanas un hidrogenēšanas. Atšķirībā no tīrajiem tramvajiem, kurus var lēnām uzlādēt mājās vai uzņēmumā, ūdeņraža transportlīdzekļus var uzlādēt tikai hidrogenēšanas stacijā, tāpēc pieprasījums pēc uzlādes stacijas ir steidzamāks. Bez pilnīga hidrogenēšanas tīkla ūdeņraža transportlīdzekļu nozares attīstība nav iespējama.
Publicēšanas laiks: 02.02.2021