名前が示すように、水素燃料電池は水素エネルギーを使用して電気化学プロセスに燃料を供給します。 このプロセスでは水素と酸素が結合して水と電気エネルギーが生成されます。 これは、熱、水、電気が唯一の生成物および副産物である純粋な形のエネルギーです。
燃料電池は、輸送や非常用電源など、さまざまな用途を容易にします。 従来の燃焼ベースの技術とは異なり、水素は 電力システム より効率的で、排出ガスはゼロです。 また、燃焼技術に比べて可動部品が少ないため、動作中も静かです。
目次
水素燃料電池はどのように動作するのでしょうか?
水素エネルギーの未来
水素燃料電池に投資する 5 つの理由
まとめ
水素燃料電池はどのように動作するのでしょうか?
水素燃料電池は、発電に水素エネルギーレベルを使用するように作られています。 水素原子から結合電子を剥ぎ取るのに最小限のエネルギーしか必要としないため、水素のイオン化エネルギーは低いと考えられます。 各燃料電池には、正のカソードと負のアノードという XNUMX つの電極があります。 これらの電極では、電解質が電極と触媒の間に電力を供給された粒子を運び、反応を加速するときに電気の生成が起こります。
アノードの触媒は水素分子をプロトンと電子に分解します。 それぞれがカソードまで異なる経路をたどります。 電子は外部回路を通過して電気の流れを生成し、プロトンは電解質を通ってカソードに向かって移動します。 陽子は電子および酸素と結合して熱と水を生成します。
水素エネルギーの未来
クリーン水素は現在、ビジネスと政治の勢いを徹底的に享受しています。 世界中でプロジェクトの数が急速に増加しており、各国は技術の拡張を余儀なくされています。 水素を広く普及させるためには、コストを下げることも重要です。
による ビジョンリサーチレポート、世界の水素燃料電池市場は、68.06年までに約2030億69.5万米ドルに達すると予想されており、2022年から2030年にかけて年間平均成長率（CAGR）XNUMX%で成長すると予測されています。
気候変動が世界的に注目を集める中、メーカーは水素エネルギーの生産に取り組んでいる。 自動車、通信、住宅産業からの需要の増加も重要な推進要因です。 この結果、水素エネルギーの国内および商業利用が拡大し、電力部門の企業がこの分野への投資を増やすようになっています。
水素燃料電池に投資する 5 つの理由
ゼロエミッション電力
水素発電は燃焼エネルギーに比べて排出量がゼロか少ないです。 水素燃料電池は水を排出しますが、炭素を排出しないため、重大な気候課題を克服する可能性があります。
水素燃料電池は有害な排出物を生成しないため、ディーゼル燃料やバッテリー液などの有毒物質の取り扱いコストが不要になります。 また、このシステムにはスモッグを発生させたり、水素内で作業員に健康上の問題を引き起こす大気汚染物質は含まれていません。 発電所。 これらの利点により、多くの綿密に計画された企業の持続可能性プログラムに水素燃料電池が組み込まれるようになりました。
信頼性が高い
環境専門家は、水素燃料電池がクリーンで静かで信頼性の高いエネルギー源であることに同意しています。 セルはバッテリーのように定期的な再充電を必要としませんが、燃料源が作動している限り電力を生成し続けます。 燃料電池は水素を化学的にエネルギーに変化させて発電するため、蒸気タービンなどの従来のエネルギー生産方法よりも高い効率を実現できます。
水素発電技術は、極寒の気温、ハリケーン、冬の嵐などの厳しい条件下でも信頼性が高いことが証明されています。 水力発電やバイオ燃料とは異なり、水素エネルギーの生産には広大な土地が必要ありません。 NASAは水素を資源として利用する取り組みを進めており、その副産物として生成される水は宇宙飛行士の飲料水として利用されている。
効率の改善
による 米国エネルギー省, 水素燃料電池のエネルギー効率は約 40 ～ 60% です。 この範囲は、効率が約 25% である自動車の典型的な内燃エンジンとは対照的です。
水素燃料電池は一般に、多くのグリーン電力ソリューションを含む他のエネルギー源より効率的です。 この効率により、燃料単位当たりにより多くのエネルギーを生成できるようになります。 さらに、燃料電池メーカーは革新的な水素エネルギー生産戦略に注力しています。 彼らの取り組みには、低コストで性能が向上したイオン交換膜電解質の開発、システム設計と動作条件を理解するためのモデル、定格電力で高効率のスタックの作成などが含まれます。
低い運用コスト
水素エネルギーは、燃焼ベースの電力システムよりもコストを節約します。 バッテリーを交換したり充電したりする必要がないため、人件費、スペース料金、時間料金などのその後のコストが削減されます。
一方、燃料、石油、天然ガスなどのエネルギー源の生産には大規模な発電所が必要です。 これらのプラントでは、現場で積極的に働く労働力が必要なため、運営コストも高くなります。
水素燃料電池はメンテナンスが簡単で現場への訪問が少なく、定置用の燃焼発電機に比べて運用コストが約 84% 節約されます。 これらは信頼性が高く、最適に機能するため、従業員は割り当てられた仕事に集中できます。
スケーラブル
拡張性は、水素燃料電池を使用することの最も重要な利点の XNUMX つです。 これは、個々の燃料電池を他の燃料電池と結合してスタックを作成できることを意味します。 これらのスタックを組み合わせて、水素をエネルギーに変換するより奥深いシステムを作成します。
セルは、さまざまな要件を満たすように設計できます。 携帯機器、輸送機器、定置型発電所などに使用できます。 このタイプの多用途性 再生可能エネルギー源 水素エネルギーは非常にまれであり、中でも水素エネルギーは非常にユニークなものとなっています。
まとめ
技術が進歩するにつれて、水素燃料電池の機能も進歩し、広範囲の移動式および定置式用途にエネルギーを供給し続けることになります。 これらは化石燃料への世界的な依存を減らし、世界的なエネルギー供給の民主化に貢献する傾向があります。 水素エネルギーの導入を増やすことは、依然として化石燃料の供給に依存している多くの国にとって利益となるでしょう。
エネルギー資源として水素電力を受け入れる人が増えるにつれ、消費者は自由に使える幅広い水素燃料電池を求めるようになります。 探検 Alibaba.com さまざまな水素燃料電池を調達し、それらが現在の市場要件を満たしていることを確認します。
