Výhody palivových článků jsou obrovské; v tomto příspěvku se však ponoříme do některých nevýhod palivových článků, které musíme také vzít v úvahu při spotřebě energie.
Lidé a země na celém světě se stále více znepokojují, protože klimatické problémy nabývají na síle. Vlády po celém světě zkoumají více ekologické a dlouhodobé zdroje energie a energie.
To vše dobře dokládá zvýšená implementace obnovitelných technologií, jako jsou elektromobily. Technologie palivových článků je další inovací, která získává na popularitě po celém světě.
A palivový článek je zařízení, které vyrábí elektrickou energii a tepelnou energii pomocí paliva. Palivové články jsou elektrochemické články, které přeměňují chemickou energii paliva (obvykle vodíku) a oxidačního činidla (obvykle kyslíku) na elektřinu pomocí dvojice redoxních reakcí.
Od většiny baterií se liší tím, že k udržení chemické reakce potřebují nepřetržitý zdroj paliva a kyslíku (pravidelně ze vzduchu).
Na rozdíl od baterií nejsou palivové články zařízeními pro ukládání energie, ale měniči energie.
Zvenčí se palivové články od spalovacích motorů téměř neliší. Na rozdíl od spalovacího motoru se palivo v palivovém článku nespaluje, ale pomocí chemické reakce se přeměňuje na elektřinu a teplo.
V dnešní době se palivové články používají především k napájení. Jednou z výhod je jejich bezemisní provoz, který tak slouží jako ekologická alternativa ke spalovacím motorům. Další výhodou je, že vzniklé odpadní teplo lze snadno využít k vytápění.
Palivové články lze efektivně využít i v mobilitě. Na jedné straně poskytují vysokou hustotu energie a na druhé straně umožňují rychlé doplňování palivové nádrže.
V sektoru užitkových vozidel jsou palivové články nezbytnou součástí budoucí mobility nikoli jako alternativa, ale v kombinaci s bateriemi. V aplikacích, kde je vyžadováno velké množství energie a prostor je na prvním místě, se samotné baterie potýkají s technickými omezeními.
Hmotnost je vysoká, stejně jako nároky na prostor. Pro komerční aplikace a těžká nákladní vozidla to zpochybňuje každodenní vhodnost přímé elektrifikace pomocí baterií.
Palivový článek je navržen tak, že každý palivový článek se skládá ze 2 elektrod (anoda a katoda) oddělených elektrolytem. Elektrody jsou vodivé pro elektrony, zatímco elektrolyt je propustný pouze pro určitý typ iontů (elektricky nabité atomy).
Palivové články mohou generovat elektřinu nepřetržitě, dokud je k dispozici palivo a kyslík. Jako každý zdroj energie mají i palivové články své výhody a nevýhody. V tomto článku však podrobně představíme nevýhody palivových článků, které budete muset vzít v úvahu při používání palivových článků.
Obsah
9 Nevýhody palivového článku
Pokračují diskuse o výhodách a nevýhodách palivových článků, ale navzdory současným omezením jsou palivové články do značné míry stále ekologickou alternativou k fosilním palivům a lze je použít k poskytování flexibilního výkonu a pohonu s vysokou hustotou pro širokou škálu průmyslových závodů a způsobů dopravy.
U paliva však existují určitá omezení, která musíme vzít v úvahu.
Níže jsou tedy uvedeny a diskutovány některé nevýhody, nevýhody a výzvy palivových článků.
- Odstranění vodíku
- Investice pro rozvoj
- Sběr vodíku
- Extrémně hořlavý
- Náklady na suroviny
- Celkové výdaje
- Nadace
- Regulační problémy
- Potíže v administraci
1. Odstranění vodíku
Přestože je vodík nejhojnějším prvkem ve vesmíru, neexistuje sám o sobě; musí být sbírán z kapaliny elektrolýzou nebo oddělen od uhlíkových fosilních paliv.
Každá z těchto metod nutně vyžaduje značné množství energie. Tato energie může být více než energie získaná ze samotného vodíku a také může být přemrštěná.
Navíc toto odstraňování obvykle vyžaduje použití fosilních paliv, což podkopává ekologickou účinnost vodíku kvůli zjevnému nedostatku zachycování a ukládání uhlíku.
2. Investice pro rozvoj
Vodíkové palivové články potřebují financování, aby byly vyvinuty do bodu, kdy se stanou skutečně životaschopným zdrojem energie. To bude také vyžadovat politickou vůli utrácet peníze a čas na vývoj s cílem zlepšit a rozvinout technologii.
Ale globální výzvou nebo překážkou rozvoje udržitelné a rozšířené vodíkové energie je, jak nejlépe vybudovat dodavatelský a poptávkový řetězec co nejhospodárnějším způsobem a systémem množství.
3. Shromažďování vodíku
Přeprava a skladování vodíku je mnohem obtížnější než přeprava a skladování zemní plyn a uhlí.
V důsledku toho jsou při použití palivových článků jako zdroje energie spojeny další náklady.
4. Extrémně hořlavý
Vodík je vysoce hořlavý zdroj paliva, který vyžaduje vysokou úroveň bezpečnosti.
Plynný vodík se v atmosféře vznítí v koncentracích od 4 do 75 procent, plynný vodík se vznítí v atmosféře.
5. Náklady na suroviny
Suroviny, jako je iridium a platina, jsou obvykle potřebné jako katalyzátory v palivových článcích a některých typech vodních elektrolyzérů, což naznačuje, že počáteční náklady na palivové články a elektrolýzu vody mohou být přemrštěné.
Tyto vysoké náklady brání některým jednotlivcům investovat do technologie palivových článků. Tyto náklady je třeba snížit, aby se palivové články staly životaschopným zdrojem paliva pro všechny.
Aby se tedy palivové články staly životaschopným a proveditelným zdrojem energie pro každého, musí být tyto ceny sníženy.
6. Celkové výdaje
Ve srovnání s jinými zdroji energie včetně solární energiepalivové články v současnosti stojí více na jednotku energie. S vývojem technologie však může dojít ke změně; tato cena je omezením pro obecné použití vodíku, i když je účinnější, jakmile je vytvořen, i když je účinnější po vytvoření.
Tyto výdaje mají dopad na budoucí ceny, např. na cenu vozidel na vodíkový pohon, což v současnosti ztěžuje široké přijetí.
7. Nadace
Vzhledem k tomu, že se fosilní paliva používají po desetiletí, rámec pro tento zdroj energie již existuje. Široké přijetí technologie palivových článků pro automobilové aplikace si vyžádá novou zásobovací infrastrukturu.
Pro aplikace na dlouhé vzdálenosti, jako jsou dodávková vozidla a těžká nákladní vozidla, by však mohlo být využito tankování od začátku do konce.
8. Regulační otázky
Existují také regulační problémy týkající se rámce představujícího modely komerčního nasazení.
Bez jasných regulačních rámců, které by komerčním projektům umožnily porozumět základně nákladů a výnosů, mohou komerční projekty mít potíže s dosažením rozhodnutí o finanční investici (FID).
9. Potíže v administraci
Existují další omezení vyplývající z regulačních otázek souvisejících s jeho fungováním, která odrážejí scénáře průmyslových aplikací.
Komerční podniky se mohou snažit zachovat ekonomickou investiční strategii, pokud neexistují žádné konkrétní právní struktury, které by jim umožnily dosáhnout jejich cílů v oblasti nákladů a přínosů.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Tyto výzvy palivových článků potvrzují skutečnost, že stále musíme pokračovat v naší práci v oblasti využívání palivových článků, abychom plně využili potenciál palivových článků jako klíčového předpokladu pro budoucí dekarbonizovaný energetický systém a základní řešení pro naše globální energetické požadavky, jako je a také pomáhají chránit a šetřit životní prostředí.
Doporučení
- Vodíková auta v Indii – spekulace, pravda a plány
. - 7 Dopady lithium-iontových baterií v elektrických vozidlech na životní prostředí
. - 24 Vodíkové palivo Výhody a nevýhody
. - Tavení čisté energie Cíle: Role speciálních chemikálií
. - 8 technologií podporujících design zeleného města pro chytrá města a udržitelnou budoucnost
Ahamefula Ascension je realitní konzultant, datový analytik a autor obsahu. Je zakladatelem Hope Ablaze Foundation a absolventem environmentálního managementu na jedné z prestižních vysokých škol v zemi. Je posedlý čtením, výzkumem a psaním.