Cos'è la tecnologia delle celle a combustibile?
La tecnologia delle celle a combustibile è l'uso di celle a combustibile per produrre elettricità per alimentare i motori. Le celle a combustibile sono disponibili in una varietà di tipi e ogni tipo può essere utilizzato per alimentare diversi tipi di oggetti, come veicoli di trasporto o grandi generatori. La tecnologia delle celle a combustibile è arrivata in prima linea nella tecnologia energetica come fonte alternativa.
Una cella a combustibile produce elettricità attraverso una conversione di ossigeno e idrogeno in acqua. Attraverso il trasferimento degli elettroni contenuti all'interno dell'idrogeno alla cella, l'elettricità di corrente continua viene creata e diretta a un motore. Uno dei principali vantaggi dell'utilizzo di celle a combustibile per creare elettricità è che i sottoprodotti del processo sono solo acqua e calore, mentre l'uso dei combustibili fossili per l'energia crea inquinamento e rifiuti. Inoltre, non è necessario ricaricare una cella a combustibile fintanto che ha idrogeno e ossigeno per convertire in energia, ma non può immagazzinare energia come una batteria.
Esistono cinque tipi principali di celle a combustibile: acido fosforico,carbonato fuso, ossido solido, alcali e membrana di scambio di protoni. Ogni tipo è stato utilizzato per alimentare una varietà di oggetti e ognuno ha i suoi vantaggi e carenze per l'uso nella produzione di energia. La ricerca viene ancora condotta sul modo migliore per utilizzare l'energia prodotta e come creare modi economici per utilizzare le cellule.
Negli Stati Uniti negli anni '60, i veicoli spaziali Apollo creati dalla National Aeronautics and Space Administration (NASA) degli Stati Uniti hanno utilizzato celle a combustibili alcali per fornire energia, calore e un approvvigionamento idrico all'equipaggio dello spazio. Una cella a combustibile alcali è il tipo meno costoso di tecnologia delle celle a combustibile da produrre e la sua efficienza è di circa il 70 percento. Le celle a combustibile con carbonato fuso sono cellule estremamente ad alta temperatura e vengono sviluppate nuove tecnologie per la loro applicazione nelle centrali elettriche o per le città o le grandi fabbriche. Poiché queste cellule possono raggiungere fino a 1.200 ° F (circa 650 e DEG; C), il calore dei rifiuti può essere riciclato per il consumo di energia.
L'acido fosforico viene utilizzato nella tecnologia delle celle a combustibile per alimentare i piccoli generatori negli edifici commerciali. È stato anche efficace nel potenziare veicoli più grandi, come gli autobus. Le celle a combustibile con acido fosforico erano il primo tipo ad essere utilizzato su larga scala commerciale.
Le celle a combustibile a membrana di scambio di protoni hanno dimostrato di essere utili per la produzione di energia in auto o case. La minore quantità di calore richiesta per queste celle a combustibile consente di essere utilizzate più rapidamente e sono più sicure per l'uso attorno ad altre parti meccaniche. La conservazione di abbastanza idrogeno in un'auto passeggeri per viaggi a lunga distanza, tuttavia, è stato un impedimento nell'uso delle celle di membrana di scambio di protoni per la tecnologia delle celle a combustibile.
Le celle a combustibile a ossido solido sono un altro tipo di cellula che opera ad alta temperatura e vengono utilizzate in grandi generatori. Questi tipi di cellule sono in grado di creare una grande quantità di energia e sono altamente efficienti. Lo svantaggio, tuttavia, è che l'elevata quantità di calore richiesto per produrre l'elettricità richiede a un'azienda di inserire molti scudi di sicurezza e operativi, il che può comportare una spesa aggiuntiva.
La tecnologia delle celle a combustibile è ancora troppo costosa per fungere da alternativa o sostituzione per batterie in elettronica o dispositivi su piccola scala. La tecnologia continua ad avanzare, tuttavia, soprattutto come fornitura di energia per i veicoli. La pressione da parte dei governi e delle agenzie ambientali ha aumentato l'incentivo a ridurre la dipendenza dai combustibili fossili e al gas per la fornitura di energia di un paese e molti si stanno trasformando alla tecnologia delle celle a combustibile per le soluzioni.