Паливний елемент — це свого роду пристрій для вироблення електроенергії, який перетворює хімічну енергію в паливі в електричну за допомогою окисно-відновної реакції кисню або інших окислювачів. Найпоширенішим паливом є водень, який можна зрозуміти як зворотну реакцію електролізу води з утворенням водню та кисню.
На відміну від ракети, водневий паливний елемент не виробляє кінетичної енергії через бурхливу реакцію згоряння водню та кисню, а вивільняє вільну енергію Гіббса у водні через каталітичний пристрій. Його принцип роботи полягає в тому, що водень розкладається на електрони та іони водню (протони) через каталізатор (зазвичай платиновий) у позитивному електроді паливного елемента. Протони досягають негативного електрода через протонообмінну мембрану та реагують з киснем, утворюючи воду та тепло. Відповідні електрони течуть від позитивного електрода до негативного через зовнішню ланцюг для генерації електричної енергії. Він не має вузького місця термічної ефективності приблизно 40% для паливного двигуна, а ефективність водневих паливних елементів може легко досягати понад 60%.
Ще кілька років тому воднева енергія була відома як «найвища форма» нових транспортних засобів на основі енергії завдяки таким перевагам, як нульове забруднення, відновлювана енергія, швидка гідрогенізація, повний діапазон і так далі. Однак технічна теорія водневих паливних елементів ідеальна, але прогрес індустріалізації серйозно відстає. Одним із найбільших викликів його просування є контроль витрат. Це включає не лише вартість самого транспортного засобу, а й вартість виробництва та зберігання водню.
Розвиток транспортних засобів на водневих паливних елементах залежить від будівництва інфраструктури водневого палива, такої як виробництво водню, зберігання водню, транспортування водню та гідрогенізація. На відміну від звичайних трамваїв, які можна заряджати повільно вдома або в компанії, водневі автомобілі можна заряджати лише на гідрогенізаційній станції, тому попит на зарядну станцію є більш актуальним. Без повної мережі гідрогенізації розвиток водневої автомобільної індустрії неможливий.
Час публікації: 02 квітня 2021 р