Wat is brandstofceltechnologie?
Brandstofceltechnologie is het gebruik van brandstofcellen om elektriciteit te produceren voor motoren. Brandstofcellen zijn er in verschillende typen, en elk type kan worden gebruikt om verschillende soorten objecten aan te drijven, zoals transportvoertuigen of grote generatoren. Brandstofceltechnologie is een alternatieve bron van energietechnologie geworden.
Een brandstofcel produceert elektriciteit door een omzetting van zuurstof en waterstof in water. Door de overdracht van de elektronen in waterstof naar de cel, wordt gelijkstroom opgewekt en naar een motor geleid. Een van de grote voordelen van het gebruik van brandstofcellen om elektriciteit te maken, is dat de bijproducten van het proces alleen water en warmte zijn, terwijl het gebruik van fossiele brandstoffen voor energie vervuiling en afval veroorzaakt. Ook hoeft een brandstofcel niet te worden opgeladen zolang deze waterstof en zuurstof heeft om in energie om te zetten, maar hij kan geen energie opslaan zoals een batterij dat kan.
Er zijn vijf hoofdtypen brandstofcellen: fosforzuur, gesmolten carbonaat, vast oxide, alkali en protonenuitwisselingsmembraan. Elk type is gebruikt om verschillende objecten van stroom te voorzien en elk heeft zijn eigen voordelen en tekortkomingen voor gebruik bij de productie van energie. Er wordt nog steeds onderzoek gedaan naar de beste manier om de geproduceerde energie te gebruiken en om kosteneffectieve manieren te creëren om de cellen te gebruiken.
In de VS in de jaren zestig gebruikten de Apollo-ruimtevaartuigen van de Amerikaanse National Aeronautics and Space Administration (NASA) alkalische brandstofcellen om de ruimteteam te voorzien van energie, warmte en water. Een alkalische brandstofcel is het goedkoopste type brandstofceltechnologie om te produceren, en de efficiëntie ervan is ongeveer 70 procent. Gesmolten carbonaatbrandstofcellen zijn cellen met extreem hoge temperaturen, en er wordt nieuwe technologie ontwikkeld voor hun toepassing in energiecentrales, of voor energiecentrales of grote fabrieken. Aangezien deze cellen tot ongeveer 1200 ° F (ongeveer 650 ° C) kunnen bereiken, kan de afvalwarmte worden gerecycled voor energiegebruik.
Fosforzuur wordt in de brandstofceltechnologie gebruikt om kleine generatoren in commerciële gebouwen van stroom te voorzien. Het is ook effectief geweest bij het aandrijven van grotere voertuigen, zoals bussen. Fosforzuurbrandstofcellen waren het eerste type dat op grote commerciële schaal werd gebruikt.
Er is aangetoond dat protonenuitwisselingsmembraanbrandstofcellen nuttig zijn voor energieproductie in auto's of huizen. Door de lagere hoeveelheid warmte die nodig is voor deze brandstofcellen, kunnen ze sneller worden gebruikt en zijn ze veiliger voor gebruik rond andere mechanische onderdelen. Het opslaan van voldoende waterstof in een personenauto voor lange afstanden is echter een belemmering geweest voor het gebruik van protonenuitwisselingsmembraancellen voor brandstofceltechnologie.
Vaste brandstofcellen zijn een ander type cel die op hoge temperatuur werken en in grote generatoren worden gebruikt. Deze soorten cellen kunnen een grote hoeveelheid energie creëren en zijn zeer efficiënt. Het nadeel is echter dat de grote hoeveelheid warmte die nodig is om de elektriciteit te produceren, vereist dat een bedrijf veel veiligheids- en operationele schermen aanbrengt, wat kan leiden tot extra kosten.
Brandstofceltechnologie is nog steeds te duur om als alternatief of vervanging voor batterijen in kleinschalige elektronica of apparaten te fungeren. De technologie blijft echter vooruitgaan, vooral als energievoorziening voor voertuigen. De druk van overheden en milieuorganisaties heeft de prikkel verhoogd om de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en gas voor de energievoorziening van een land te verminderen, en velen wenden zich tot brandstofceltechnologie voor oplossingen.