Co to jest ogniwo paliwowe?

Ogniwo paliwowe zamienia wodór, paliwo, w energię elektryczną za pomocą powietrza i innych katalizatorów. Ogniwo paliwowe wykorzystuje energię chemiczną uwięzioną w gazowym wodorze i przekształca ją w energię kinetyczną znaną jako elektryczność, bez paliw kopalnych, spalania lub emisji zanieczyszczeń. Jako niezwykle wydajne, niewiarygodnie czyste źródło energii odnawialnej ogniwa paliwowe mogą zastąpić zarówno akumulatory, jak i silniki do zasilania pojazdów, laptopów i domowych sieci energetycznych.

Technologia ogniw paliwowych została dobrze zbadana i rozwinięta, chociaż ze względów ekonomicznych i politycznych nie zostały szeroko wdrożone. Takie czyste źródło energii, jako część szeroko rozpowszechnionej gospodarki wodorowej, gwarantuje mniejszą zależność od malejących dostaw paliw kopalnych, wytwarza mniej gazów cieplarnianych, które przyczyniają się do globalnej zmiany klimatu, i nie eksploduje ani nie działa tak często, jak energia elektryczna napędzana silnikiem.

Chemicznie ogniwo paliwowe pobiera wodór i powietrze, wytwarza energię elektryczną i wytwarza produkty uboczne wody i ciepła. Zewnętrzne warstwy ogniwa paliwowego to płyta anodowa z ładunkiem dodatnim i płyta katodowa z ładunkiem ujemnym. Wraz ze środkową płytką elektrolityczną stanowią środowiska katalityczne, które wspierają niektóre funkcje elektrochemiczne.

Anoda rozdziela wodór na protony i elektrony. Elektrony płyną wzdłuż ścieżki, wytwarzając prąd elektryczny dla obwodu, podczas gdy protony przemieszczają się przez elektrolit do katody. Katoda łączy tlen z protonami, a także zbiera niektóre elektrony w obwodzie, aby zrekombinować je w wodzie. Katoda umożliwia wykorzystanie wody i dodatkowego ciepła jako dodatkowych źródeł energii.

Niezależne źródło wodoru, tak jak ze zbiornika na stacji, nie musi być jedynym źródłem paliwa w ogniwie paliwowym. W rzeczywistości można biegać na gnijącym materiale organicznym, takim jak roślinność, ponieważ to także powoduje wydzielanie wodoru. Lub wodór może zostać oddzielony od tlenu z wody poprzez elektrolizę za pomocą energii słonecznej lub wiatrowej. Jeśli woda jest wykorzystywana jako źródło wodoru, ogniwo paliwowe jest praktycznie nieśmiertelne, ponieważ kontynuuje cykl od wody do wodoru do wody.

Ponadto ogniwo paliwowe jest elastyczne, ponieważ może być małe i przenośne lub większe i trwałe. Koszt przejścia na sieć energetyczną napędzaną ogniwami paliwowymi może początkowo być wysoki, ale z czasem znacznie obniży koszty konserwacji, naprawy i zużycia paliwa w porównaniu z konwencjonalnymi generatorami energii elektrycznej. Jeśli można wykorzystać wynikowe ciepło, powiedzmy, do ogrzania domu w zimie, ogniwo paliwowe staje się jeszcze bardziej opłacalne.