Joseph Norman
0 
1194
203
Har du någonsin sett en Ecobus? Kolla in dessa alternativa bränslefordonsbilder för att lära dig mer. iStockphoto / Think När våra energibehov växer ökar också vårt beroende av fossila bränslen. Rädslan för att tappa resurser och ett ökat beroende av utländsk olja har emellertid kastat rampljuset på alternativa energikällor, som bränsleceller. Istället för att bränna bränsle arbetar de genom att generera elektricitet genom en kemisk reaktion. En bränslecell använder en positiv elektrod (katoden) och en negativ elektrod (anoden) med en elektrolyt däremellan för att leda laddade partiklar. Forskare har känt till bränsleceller i mer än ett sekel, och NASA använde dem faktiskt på 1960-talet på Apollo-rymdskeppet och senare på rymdfärjan.
En av de mest effektiva typerna av bränsleceller är den fasta oxidbränslecellen (SOFC). I en SOFC skickas syre genom katoden, vilket släpper negativt laddade syrejoner som passerar genom elektrolyten från katoden till anoden. Vid anoden möter jonerna en bränslegas och reagerar och släpper elektroner (liksom vatten, koldioxid och värme). Detta skapar en ström av användbar elektricitet. Flera bränsleceller sätts ihop i en serie som kallas en stack.
Inte bara producerar SOFC: er färre utsläpp, de är också ungefär två till tre gånger effektivare än förbränningsmetoder. En fördel som SOFC har över vätgasbränsleceller är bränsleflexibilitet - SOFC: er kan köras på en mängd olika bränslen, inklusive väte och biobränslen. De använder också billigare keramiskt material snarare än ädelmetaller, till skillnad från andra bränsleceller. De litar inte heller på att återanvända bortkastad värme (kallas kombinerade värme- och energisystem). På grund av dessa många fördelar har SOFC redan visat sig vara användbart för att värma byggnader.
Emellertid har många begränsningar begränsat deras tillämpning i stor skala i saker som bilar. SOFC: erna är väldigt stora och mycket heta. Den höga temperaturen möjliggör högre effektivitet, men det ger också tekniska problem. Typiska SOFC: er som har funnits på marknaden, såsom Bloom Energy Server (känd som Bloom Box), använder tjocka elektrolyter i bränslecellerna för att lägga till strukturellt stöd. Men detta orsakar mer elektriskt motstånd som måste övervinnas av höga temperaturer.
2011 meddelade dock forskare vid University of Maryland utvecklingen med en ny design och olika material för elektrolyten som möjliggör en mycket mindre storlek. Forskarna sänkte också framgångsrikt driftstemperaturen betydligt till 650 grader Fahrenheit, ner från 900 grader Celsius (1652 grader Fahrenheit). Detta sänker kostnaderna för isoleringsmaterialen, vilket är nödvändigt för att minska tiden som systemet behöver värmas upp.
Även om vätgasbränsleceller har fått mycket medieuppmärksamhet som framtiden för alternativa energibilar, tror många att SOFC: er faktiskt har mest potential för transport. Till exempel, även när utvecklingen fortsätter att göra SOFC mer praktiskt att använda i fordon, kunde vi se bilar som kombinerar elbilbatteriet med SOFC-tekniken.