Degvielas elements ir enerģijas ražošanas ierīce, kas pārveido degvielas ķīmisko enerģiju elektriskajā enerģijā, izmantojot skābekļa vai citu oksidētāju redoksreakciju. Visizplatītākā degviela ir ūdeņradis, ko var saprast kā ūdens elektrolīzes apgriezto reakciju uz ūdeņradi un skābekli.
Atšķirībā no raķetēm, ūdeņraža degvielas elements neražo kinētisko enerģiju, izmantojot spēcīgu ūdeņraža un skābekļa sadegšanas reakciju, bet gan atbrīvo Gibsa brīvo enerģiju ūdeņradī, izmantojot katalizatoru. Tā darbības princips ir tāds, ka ūdeņradis degvielas elementa pozitīvajā elektrodā katalizatora (parasti platīna) ietekmē tiek sadalīts elektronos un ūdeņraža jonos (protonos). 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 ģenerētu elektroenerģiju. Degvielas dzinējam nav termiskās efektivitātes sašaurinājuma (aptuveni 40%), un ūdeņraža degvielas elementa efektivitāte var viegli sasniegt vairāk nekā 60%.
Jau pirms dažiem gadiem ūdeņraža enerģija tika uzskatīta par jauno enerģijas transportlīdzekļu "galīgo formu", pateicoties tās priekšrocībām, piemēram, nulles piesārņojumam, atjaunojamai enerģijai, ātrai hidrogenēšanai, pilnam diapazonam utt. Tomēr ūdeņraža degvielas elementu tehniskā teorija ir perfekta, 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 degvielas elementu transportlīdzekļu attīstība ir atkarīga no ūdeņraža degvielas infrastruktūras izveides, piemēram, ūdeņraža ražošanas, ūdeņraža uzglabāšanas, ūdeņraža transportēšanas un hidrogenēšanas. Atšķirībā no tīriem 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: 2021. gada 2. aprīlis