Vad är bränslecellsteknologi?
Bränslecellsteknologi är användning av bränsleceller för att producera el till kraftmotorer. Bränsleceller finns i olika typer, och varje typ kan användas för att driva olika typer av föremål, till exempel transportfordon eller stora generatorer. Bränslecellsteknologi har kommit i framkant inom energitekniken som en alternativ källa.
En bränslecell producerar elektricitet genom omvandling av syre och väte till vatten. Genom överföring av elektroner som finns i väte till cellen skapas likströmselektricitet och riktas till en motor. En av de största fördelarna med att använda bränsleceller för att skapa elektricitet är att biprodukterna i processen endast är vatten och värme, medan användning av fossila bränslen för energi skapar föroreningar och avfall. Dessutom behöver en bränslecell inte laddas så länge den har väte och syre för att konvertera till energi, men den kan inte lagra energi som ett batteri kan.
Det finns fem huvudtyper av bränsleceller: fosforsyra, smält karbonat, fast oxid, alkali och protonbytarmembran. Varje typ har använts för att driva olika objekt, och var och en har sina egna fördelar och brister för användning i energiproduktion. Det forskas fortfarande om hur man bäst utnyttjar den producerade energin och hur man kan skapa kostnadseffektiva sätt att använda cellerna.
I USA på 1960-talet använde Apollo-rymdskepp skapade av US National Aeronautics and Space Administration (NASA) alkali-bränsleceller för att ge energi, värme och en vattenförsörjning till rymdbesättningen. En alkali-bränslecell är den billigaste typen av bränslecellsteknologi att producera och dess effektivitet är cirka 70 procent. Smält karbonatbränsleceller är extremt högtemperaturceller, och ny teknik utvecklas för användning i kraftverk eller till kraftstäder eller stora fabriker. Eftersom dessa celler kan nå upp till 1 200 ° F (cirka 650 ° C) kan spillvärmen återvinnas för energianvändning.
Fosforsyra används i bränslecellsteknologi för att driva små generatorer i kommersiella byggnader. Det har också varit effektivt när det gäller att driva större fordon, till exempel bussar. Fosforsyrabränsleceller var den första typen som användes i stor kommersiell skala.
Protonbytarmembranbränsleceller har visat sig vara användbara för energiproduktion i bilar eller hem. Den lägre mängden värme som krävs för dessa bränsleceller gör att de kan användas snabbare och de är säkrare för användning runt andra mekaniska delar. Att lagra tillräckligt med väte i en personbil för långväga resor har dock varit ett hinder för att använda protonbytarmembranceller för bränslecellsteknologi.
Fastoxidbränsleceller är en annan typ av cell som arbetar vid hög temperatur och används i stora generatorer. Dessa typer av celler kan skapa en stor mängd energi och är mycket effektiva. Nackdelen är dock att den höga mängden värme som krävs för att producera el kräver att ett företag sätter in många säkerhets- och driftssköldar, vilket kan resultera i extra kostnader.
Bränslecellstekniken är fortfarande för dyr för att fungera som ett alternativ eller ersättning för batterier i småskaliga elektronik eller enheter. Tekniken fortsätter dock att utvecklas, särskilt som energiförsörjning för fordon. Press från regeringar och miljöbyråer har ökat incitamentet att minska beroendet av fossila bränslen och gas för ett lands energiförsörjning, och många vänder sig till bränslecellsteknologi för lösningar.