Kuro elementas yra tam tikras energijos gamybos įrenginys, kuris cheminę energiją kure paverčia elektros energija deguonies ar kitų oksidatorių redokso reakcijos būdu. Dažniausiai naudojamas kuras yra vandenilis, kurį galima suprasti kaip atvirkštinę vandens elektrolizės reakciją į vandenilį ir deguonį.
Skirtingai nuo raketos, vandenilio kuro elementas negamina kinetinės energijos per audringą vandenilio ir deguonies degimo reakciją, o išskiria Gibso laisvąją energiją vandenilyje per katalizinį įtaisą. Jo veikimo principas yra toks, kad vandenilis skaidomas į elektronus ir vandenilio jonus (protonus) per katalizatorių (dažniausiai platiną) teigiamame kuro elemento elektrode. Protonai pasiekia neigiamą elektrodą per protonų mainų membraną ir reaguoja su deguonimi, sudarydami vandenį ir šilumą. Atitinkami elektronai per išorinę grandinę teka iš teigiamo elektrodo į neigiamą elektrodą ir generuoja elektros energiją. Kuro varikliui nėra šiluminio efektyvumo kliūčių, kurios siektų apie 40 %, o vandenilio kuro elemento efektyvumas gali lengvai siekti daugiau nei 60 %.
Dar prieš kelerius metus vandenilio energija buvo žinoma kaip „galutinė“ naujų energijos transporto priemonių forma dėl savo privalumų, tokių kaip nulinė tarša, atsinaujinanti energija, greitas hidrinimas, platus veikimo diapazonas ir kt. Tačiau techninė vandenilio kuro elementų teorija yra tobula, tačiau industrializacijos pažanga yra labai atsilikusi. Vienas didžiausių jos skatinimo iššūkių yra sąnaudų kontrolė. Tai apima ne tik pačios transporto priemonės kainą, bet ir vandenilio gamybos bei saugojimo sąnaudas.
Vandenilio kuro elementais varomų transporto priemonių plėtra priklauso nuo vandenilio kuro infrastruktūros, tokios kaip vandenilio gamyba, vandenilio saugojimas, vandenilio transportavimas ir hidrinimas, statybos. Skirtingai nuo grynų tramvajų, kuriuos galima lėtai įkrauti namuose ar įmonėje, vandeniliu varomas transporto priemones galima įkrauti tik hidrinimo stotyje, todėl įkrovimo stotelių poreikis yra didesnis. Be viso hidrinimo tinklo vandenilinių transporto priemonių pramonės plėtra neįmanoma.
Įrašo laikas: 2021 m. balandžio 2 d.