Ogniwo paliwowe to rodzaj urządzenia generującego energię, które zamienia energię chemiczną w paliwie na energię elektryczną poprzez reakcję redoks tlenu lub innych utleniaczy. Najbardziej powszechnym paliwem jest wodór, co można rozumieć jako odwrotną reakcję elektrolizy wody na wodór i tlen.
W przeciwieństwie do rakiety, ogniwo paliwowe wodorowe nie wytwarza energii kinetycznej poprzez gwałtowną reakcję spalania wodoru i tlenu, ale uwalnia swobodną energię Gibbsa w wodorze poprzez urządzenie katalityczne. Jego zasada działania polega na tym, że wodór rozkłada się na elektrony i jony wodoru (protony) poprzez katalizator (zwykle platynowy) w elektrodzie dodatniej ogniwa paliwowego. Protony docierają do elektrody ujemnej poprzez membranę wymiany protonów i reagują z tlenem, tworząc wodę i ciepło. Odpowiednie elektrony przepływają od elektrody dodatniej do elektrody ujemnej przez obwód zewnętrzny, aby wytworzyć energię elektryczną. Nie ma wąskiego gardła sprawności cieplnej wynoszącego około 40% dla silnika paliwowego, a sprawność ogniwa paliwowego wodorowego może łatwo osiągnąć ponad 60%.
Już kilka lat temu energia wodorowa była znana jako „ostateczna forma” nowych pojazdów energetycznych ze względu na swoje zalety: zerowe zanieczyszczenie, energię odnawialną, szybkie uwodornienie, pełny zasięg itd. Jednak teoria techniczna ogniw paliwowych wodorowych jest doskonała, ale postęp industrializacji jest poważnie zacofany. Jednym z największych wyzwań jej promocji jest kontrola kosztów. Obejmuje to nie tylko koszt samego pojazdu, ale także koszt produkcji i magazynowania wodoru.
Rozwój pojazdów z ogniwami paliwowymi na wodór zależy od budowy infrastruktury paliw wodorowych, takiej jak produkcja wodoru, magazynowanie wodoru, transport wodoru i uwodornienie. W przeciwieństwie do czystych tramwajów, które można ładować powoli w domu lub w firmie, pojazdy wodorowe można ładować tylko na stacji uwodornienia, więc zapotrzebowanie na stację ładowania jest bardziej pilne. Bez kompletnej sieci uwodornienia rozwój przemysłu pojazdów wodorowych jest niemożliwy.
Czas publikacji: 02-kwi-2021