Η κυψέλη καυσίμου είναι ένα είδος συσκευής παραγωγής ενέργειας, η οποία μετατρέπει τη χημική ενέργεια του καυσίμου σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω οξειδοαναγωγικής αντίδρασης οξυγόνου ή άλλων οξειδωτικών. Το πιο συνηθισμένο 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 τους πυραύλους, η κυψέλη καυσίμου υδρογόνου δεν παράγει κινητική ενέργεια μέσω της βίαιης αντίδρασης καύσης υδρογόνου και οξυγόνου, αλλά απελευθερώνει ελεύθερη ενέργεια Gibbs σε υδρογόνο μέσω καταλυτικής συσκευής. Η αρχή λειτουργίας της 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 συμφόρηση θερμικής απόδοσης περίπου 40% για κινητήρα καυσίμου και η απόδοση της κυψέλης καυσίμου υδρογόνου μπορεί εύκολα να φτάσει πάνω από 60%.
Ήδη πριν από λίγα χρόνια, η ενέργεια από υδρογόνο ήταν γνωστή ως η «απόλυτη μορφή» οχημάτων νέας ενέργειας λόγω των πλεονεκτημάτων της μηδενικής ρύπανσης, των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, της γρήγορης υδρογόνωσης, της πλήρους αυτονομίας και ούτω καθεξής. Ωστόσο, η τεχνική θεωρία των κυψελών καυσίμου υδρογόνου είναι τέλεια, αλλά η πρόοδος της βιομηχανοποίησης είναι σοβαρά οπισθοδρομική. Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της προώθησής της 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 υποδομών 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 φορτίζονται αργά στο σπίτι ή στην εταιρεία, τα οχήματα υδρογόνου μπορούν να φορτίζονται μόνο στον σταθμό υδρογόνωσης, επομένως η ζήτηση για σταθμό φόρτισης είναι πιο επείγουσα. Χωρίς ένα πλήρες δίκτυο υδρογόνωσης, η ανάπτυξη της βιομηχανίας οχημάτων υδρογόνου είναι αδύνατη.
Ώρα δημοσίευσης: 02 Απριλίου 2021