Come suggerisce il nome, una cella a combustibile a idrogeno utilizza l'energia dell'idrogeno per alimentare un processo elettrochimico. L'idrogeno e l'ossigeno vengono combinati in questo processo per produrre acqua ed energia elettrica. È una forma pura di energia con calore, acqua ed elettricità come unici prodotti e sottoprodotti.
Le celle a combustibile facilitano molteplici applicazioni, che si tratti di trasporto o alimentazione di emergenza. A differenza delle tradizionali tecnologie basate sulla combustione, l'idrogeno sistema di alimentazione è più efficiente e ha zero emissioni. Inoltre, è silenzioso durante il funzionamento in quanto contiene meno parti mobili rispetto alle tecnologie a combustione.
Sommario
Come funziona una cella a combustibile a idrogeno?
Il futuro dell'energia a idrogeno
5 motivi per investire in una cella a combustibile a idrogeno
Conclusione
Come funziona una cella a combustibile a idrogeno?
Le celle a combustibile a idrogeno sono create per utilizzare i livelli di energia dell'idrogeno per la produzione di energia. L'energia di ionizzazione dell'idrogeno è considerata bassa perché richiede una quantità minima di energia per strappare un elettrone di legame dall'atomo di idrogeno. Ogni cella a combustibile ha due elettrodi: un catodo positivo e un anodo negativo. La produzione di elettricità avviene a questi elettrodi quando un elettrolita trasporta particelle alimentate elettricamente tra loro e il catalizzatore per accelerare la reazione.
Un catalizzatore all'anodo rompe le molecole di idrogeno in protoni ed elettroni. Ognuno prende un percorso diverso verso il catodo. Gli elettroni passano attraverso un circuito esterno creando un flusso elettrico mentre i protoni migrano attraverso l'elettrolita verso il catodo. I protoni si combinano con elettroni e ossigeno per produrre calore e acqua.
Il futuro dell'energia a idrogeno
L'idrogeno pulito sta attualmente godendo di uno slancio economico e politico completo. Il numero di progetti in tutto il mondo è in rapido aumento, costringendo i paesi ad espandere le proprie tecnologie. È anche essenziale abbassare i costi in modo che l'idrogeno sia ampiamente adottato.
Secondo Rapporti di ricerca sulla visione, il mercato globale delle celle a combustibile a idrogeno dovrebbe raggiungere circa 68.06 miliardi di dollari entro il 2030. Si prevede che crescerà a un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 69.5% dal 2022 al 2030.
I produttori stanno lavorando alla produzione di energia da idrogeno poiché il cambiamento climatico attira sempre più attenzione a livello globale. Anche la crescente domanda da parte dei settori automobilistico, delle telecomunicazioni e residenziale è un fattore determinante. Ciò ha portato a una crescente applicazione domestica e commerciale dell'energia a idrogeno, incoraggiando le aziende del settore energetico a investire di più in questo campo.
5 motivi per investire in una cella a combustibile a idrogeno
Potenza a emissioni zero
L'energia dell'idrogeno ha emissioni pari a zero o inferiori rispetto alle energie di combustione. Una cella a combustibile a idrogeno emette acqua e ha il potenziale per superare le sfide climatiche critiche perché non ci sono emissioni di carbonio.
Poiché una cella a combustibile a idrogeno non produce emissioni nocive, elimina i costi di gestione di materiali tossici come il gasolio e i liquidi delle batterie. Inoltre, il sistema non ha inquinanti atmosferici che producono smog o creano problemi di salute ai lavoratori dell'idrogeno centrale elettrica. Questi vantaggi hanno portato all'inclusione delle celle a combustibile a idrogeno in molti programmi di sostenibilità aziendale ben pianificati.
Altamente affidabile
Gli esperti ambientali concordano sul fatto che le celle a combustibile a idrogeno sono una fonte di energia pulita, silenziosa e affidabile. Le celle non necessitano di ricariche periodiche come le batterie ma continuano a produrre energia fintanto che la fonte di combustibile viene mantenuta attiva. Poiché le celle a combustibile generano elettricità trasformando chimicamente l'idrogeno in energia, possono raggiungere efficienze più elevate rispetto ai metodi di produzione di energia convenzionali come le turbine a vapore.
La tecnologia dell'energia a idrogeno si è dimostrata affidabile in condizioni difficili, tra cui temperature gelide, uragani e tempeste invernali. A differenza dell'energia idroelettrica e dei biocarburanti, la produzione di energia da idrogeno non richiede una vasta area territoriale. La NASA ha lavorato sull'utilizzo dell'idrogeno come risorsa, con l'acqua prodotta come sottoprodotto da utilizzare come acqua potabile per gli astronauti.
Efficienza migliorata
Secondo il US Department of Energy, le celle a combustibile a idrogeno hanno un'efficienza energetica di circa il 40-60%. Questa gamma contrasta con il tipico motore a combustione interna di un'auto, che ha un'efficienza di circa il 25%.
Le celle a combustibile a idrogeno sono generalmente più efficienti di altre fonti energetiche, comprese molte soluzioni di energia verde. Questa efficienza consente la produzione di più energia per unità di combustibile. Inoltre, i produttori di celle a combustibile si concentrano su strategie innovative per la produzione di energia da idrogeno. Alcuni dei loro sforzi includono lo sviluppo di elettroliti a membrana a scambio ionico con prestazioni migliorate a un costo ridotto, modelli per comprendere la progettazione del sistema e le condizioni operative e la creazione di stack con elevata efficienza alla potenza nominale.
Bassi costi operativi
L'energia dell'idrogeno consente di risparmiare più denaro rispetto ai sistemi di alimentazione basati sulla combustione. Non è necessario sostituire o caricare le batterie, riducendo i costi successivi come manodopera, spazio e costi di tempo.
D'altra parte, le fonti energetiche come il carburante, il petrolio e il gas naturale richiedono enormi centrali elettriche per la produzione. Anche i costi operativi per la gestione di questi impianti sono più elevati perché necessitano di forza lavoro per lavorare attivamente in loco.
Una cella a combustibile a idrogeno richiede una manutenzione semplice e meno visite in loco, risparmiando circa l'84% sui costi operativi rispetto ai generatori a combustione per l'energia stazionaria. Sono altamente affidabili e funzionano in modo ottimale, mantenendo la forza lavoro concentrata sui compiti assegnati.
Scalabile
La scalabilità è uno dei vantaggi più significativi dell'utilizzo delle celle a combustibile a idrogeno. Ciò significa che una singola cella a combustibile potrebbe essere unita ad altre per creare una pila. Queste pile si combinano per creare un sistema più profondo di conversione dell'idrogeno in energia.
Le celle potrebbero essere progettate per soddisfare una vasta gamma di requisiti. Possono essere utilizzati per dispositivi portatili, mezzi di trasporto o centrali elettriche fisse. Questo tipo di versatilità di a fonte di energia rinnovabile è piuttosto raro, rendendo l'energia dell'idrogeno piuttosto unica tra le altre.
Conclusione
Con l'avanzare della tecnologia, le celle a combustibile a idrogeno progrediranno nelle loro caratteristiche e continueranno a fornire energia per una vasta gamma di applicazioni mobili e fisse. Tendono a ridurre la dipendenza globale dai combustibili fossili e aiutano a democratizzare l'approvvigionamento energetico mondiale. L'aumento dell'adozione dell'energia a idrogeno andrà a vantaggio di molti paesi che fanno ancora affidamento sulle forniture di combustibili fossili.
Con sempre più persone che accettano l'energia a idrogeno come risorsa energetica, i consumatori vorranno avere a disposizione un'ampia gamma di celle a combustibile a idrogeno. Esplorare Alibaba.com per procurarsi diverse celle a combustibile a idrogeno e garantire che soddisfino le attuali esigenze del mercato.
