Quali sono le celle a combustibile?
Celle a combustibile sono un elettrochimico dispositivo di conversione di energia. Celle a combustibile sono simili a batterie ad eccezione del fatto che le sostanze chimiche di cui hanno bisogno possono essere reintegrati. In effetti, le celle a combustibile non hanno una vita limitata (come le batterie) e continuerà a produrre energia a meno che il dispositivo si rompe o le sostanze chimiche necessarie non sono più disponibili.
Come le celle a combustibile di lavoro
Il modello più promettenti della tecnologia delle celle a combustibile è chiamato il protone scambio membrana delle celle a combustibile (PEMFC), che utilizza l'idrogeno e l'ossigeno per produrre energia elettrica e di acqua. Esso si articola in quattro parti principali: un anodo (uno di carica negativa, materiale attraverso i quali gas di idrogeno è pompato); un catodo (uno positivo-addebitato materiale attraverso il quale l'ossigeno è spinto a gas); un catalizzatore (situato tra il catodo e anodo e facilita la reazione di ossigeno e idrogeno) e il protone scambio membro (conduce ioni di carica positiva e blocchi di ioni di carica negativa).
Pressione idrogeno (H2) entra nella cella a combustibile attraverso l'anodo lato ed è spinto attraverso il catalizzatore che due forme di carica positiva ioni di idrogeno (H +) e due elettroni, di carica negativa. L'anodo 'trasferimenti' gli elettroni attraverso un circuito esterno (questa è una carica elettrica), che poi trasferisce al catodo lato, dove interagire negativamente con la carica di atomi di ossigeno.
Il atomi di ossigeno si formano quando l'ossigeno gassoso (O2) è spinto attraverso il catodo e catalizzatore, dove sono 'split' a formare due negativa-addebitate atomi di ossigeno. Essi attirare positivamente addebitato due ioni di idrogeno (H2) e si combinano per formare l'acqua (H2O).
La reazione in una singola cella a combustibile produce circa 0,7 volt di energia elettrica. Una combinazione di PEMFCs (chiamato fuel-cell stack) combina la produzione di diversi PEMFCs utile per produrre energia elettrica.
Upsides e negativi delle celle a combustibile
PEMFCs hanno il vantaggio di lavorare a basse temperature (circa 80 gradi Celsius o Fahrenheit 176), il che significa che non richiedono costosi o grandi strutture di contenimento di operare. Progressi tecnologici hanno portato anche a dispositivi come piccolo come una valigia che può alimentare una macchina. Le celle a combustibile sono anche molto sostenibile a lungo termine.
Ci sono ancora ostacoli da superare, tuttavia, prima di poter diventare commercialmente redditizio. Uno di questi è il problema del combustibile, mentre l'ossigeno è prontamente disponibile (e può, infatti, essere pompato da l'aria), l'idrogeno è difficile da immagazzinare e distribuire (in particolare per quanto si tratta di un volatile e gas infiammabili).
Un approccio è quello di utilizzare altri combustibili per la produzione di idrogeno all'interno della cella, utilizzando un altro dispositivo chiamato un riformatore. Tra i carburanti sono in fase di collaudo metanolo (un liquido combustibile simile a benzina) e propano (attualmente utilizzato per gas stufe tra gli altri). Purtroppo, sulla base di un riformatore a convertire tali combustibili in idrogeno per l'alimentazione delle celle a combustibile è inefficiente, l'idrogeno è spesso impuro e richiede un altro dispositivo per la pulizia a fondo.
Ancora gli ostacoli sono, come molti scienziati sottolineare, una questione di ingegneria e tecnologia. Celle a combustibile a tenere la promessa di una migliore efficienza produzione di energia con il minimo inquinamento - che è uno degli obiettivi è in via di sviluppo.
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