Vad är vätgasbränslecellsatser?

Hur mycket vet du om vätgasbränsleceller? Think

Alla som har sett de berömda, korniga bilderna från Hindenburg-katastrofen känner till tanken att väte lätt antänds. Och även om det finns massor av konkurrerande teorier kring exakt hur och varför Hindenburg tog eld, återstår en sanning. Förbränning låser upp lagrad energi, vilket gör väte användbart som bränsle.

Fortsätt läsa för att lära dig mer om brinnande bränsle, bränsleceller och de höga kostnaderna för rena utsläpp.

Innehåll

1. Breaking Bonds, Burning Fuel
2. Från molekyler till bränsleceller
3. Den höga kostnaden för rena utsläpp

Även om det är det vanligaste elementet i universum, finns väte vanligtvis låst i vatten här på jorden. På 1800-talet fann en forskare vid namn William Grove att applicera elektricitet till vatten - alias elektrolys - separerade den i dess grundläggande komponenter av väte och syre. I den resulterande gasen blandas väte och syre men binds inte samman.

Forskaren Yul Brown studerade i praktisk forskning om att använda denna gas, nu känd som Browns eller HHO-gas, som ett bränsle. Idag kan kit utföra denna typ av omvandling i förbränningsmotorer för att öka gassträckan.

Vätebränslecellsatser tar denna idé ett steg längre. Grove teoretiserade också korrekt att du kan vända processen genom att kombinera syre och väte för att frigöra elektricitet. Resultatet är en vätebränslecell.

Du kan dock inte bara slänga samman atomerna. Väte måste först brytas ner i dess positiva och negativt laddade partiklar. En vätebränslecell gör just det. Precis som i ett batteri, på ena sidan av bränslecellen är den positiva stolpen, där väte införs. En polymerfilm tillåter bara atomernas protoner att passera, strippa dem från väte och lämnar endast de negativt laddade elektronerna bakom.

Elektronerna dras till den positiva sidan av bränslecellen, ett fenomen som kallas elektronflöde. Men de kan inte gå igenom polymerfilmen på samma sätt som protonerna gjorde. Istället riktas de utanför bränslecellen genom en krets. När du lägger till en elektrisk enhet som en bilmotor till den här kretsen, strömmar elektronerna det. När de fortsätter längs kretsen till den positiva sidan av cellen, tar de upp sina protoner och bildar väte igen. Vätet binds också till syre från den omgivande luften: Resultatet är vatten.

De enda biprodukterna av el som genereras av vätgasbränsleceller är värme och vatten, vilket gör dem till en extremt önskvärd kraftkälla, miljömässigt sett. Men vätbränslecellsatser finns för närvarande endast som konceptbilar med begränsad frisättning eller i miniatyr för RC-bilar eller i praktiska vetenskapliga experiment för barn. Ett par stora vägspärrar står i vägen för en bred spridning av bränsleceller i världens transportflottor, nämligen kostnad och nettoenergiutbyte.

Bränslecellsteknologi för att driva elbilar är för närvarande dyrare än konventionella motorer. Dessutom kan det ta mer energi att skapa och driva cellen än vad cellen i sin tur kan lägga ut. Så trots sin totala renhet är bränslecellstekniken inte alltid effektiv.

Intressant nog kan samma RC-bil- och vetenskapliga experimentutrustning ge en känsla av hur framtida bränsleceller kommer att få energi. Vissa modellbilsatser använder solpaneler för att dra energi till kraftelektrolys. Kanske när solenergi blir mer allestädes närvarande, så kommer vätgasbränsleceller också.

relaterade artiklar

• Bygg en vätgasbränslecell i ditt kök
• Är vätgasbränsle farligt?
• Hur vätebilar fungerar

källor

• Carl's Electronics. "Fuel cell car kit." Öppnade 6 augusti 2010. http://www.electronickits.com/kit/complete/solar/fuelcell.htm
• Bränsleceller 2000. "Vad är en bränslecell?" Öppnade 6 augusti 2010. http://www.fuelcells.org/basics/how.html
• Kuphaldt, Tony R. "Konventionellt vs. elektronflöde." Lektioner i elkretsar. Öppnade 6 augusti 2010. http://www.rare-earth-magnets.com/t-conventional-vs-electron-flow.aspx
• Nationella geografiska. "Vätebränslecellsats." Öppnade 6 augusti 2010. http://shop.nationalgeographic.com/ngs/browse/productDetail.jsp?productId=1073512&code=SR50002
• Ny energi och bränsle. "Det mest rikliga bränslet i världen." 19 februari 2010. http://newenergyandfuel.com/http:/newenergyandfuel/com/2010/02/19/the-most-abundant-fuel-in-the-world/
• Yul Brown.org. "Vem var Yul Brown och varför skulle du bry dig?" Öppnade den 6 augusti 2010. http://www.yulbrown.org/