Как следует из названия, водородный топливный элемент использует энергию водорода для подпитки электрохимического процесса. Водород и кислород объединяются в этом процессе для производства воды и электроэнергии. Это чистая форма энергии, единственными продуктами и побочными продуктами которой являются тепло, вода и электричество.
Топливные элементы облегчают множество применений, будь то транспорт или аварийное электроснабжение. В отличие от традиционных технологий, основанных на сжигании, водородная система питания более эффективен и имеет нулевые выбросы. Кроме того, он тихий во время работы, так как содержит меньше движущихся частей, чем технологии сжигания.
Содержание
Как работает водородный топливный элемент?
Будущее водородной энергетики
5 причин инвестировать в водородные топливные элементы
Заключение
Как работает водородный топливный элемент?
Водородные топливные элементы созданы для использования уровней энергии водорода для производства электроэнергии. Энергия ионизации водорода считается низкой, потому что для отрыва электрона связи от атома водорода требуется минимальное количество энергии. Каждый топливный элемент имеет два электрода — положительный катод и отрицательный анод. Производство электроэнергии происходит на этих электродах, когда электролит переносит электрические частицы между ними и катализатором для ускорения реакции.
Катализатор на аноде разбивает молекулы водорода на протоны и электроны. У каждого свой путь к катоду. Электроны проходят через внешнюю цепь, создавая электрический поток, в то время как протоны мигрируют через электролит к катоду. Протоны объединяются с электронами и кислородом для производства тепла и воды.
Будущее водородной энергетики
Чистый водород в настоящее время пользуется большой деловой и политической динамикой. Количество проектов во всем мире быстро растет, что вынуждает страны расширять свои технологии. Также важно снизить затраты, чтобы водород получил широкое распространение.
По Отчеты об исследованиях зренияОжидается, что к 68.06 году мировой рынок водородных топливных элементов достигнет примерно 2030 млрд долларов США. Прогнозируется, что совокупный годовой темп роста (CAGR) составит 69.5% в период с 2022 по 2030 год.
Производители работают над производством водородной энергии, поскольку изменение климата привлекает все больше внимания во всем мире. Растущий спрос со стороны автомобильной, телекоммуникационной и жилищной отраслей также является ключевым движущим фактором. Это привело к растущему внутреннему и коммерческому применению водородной энергии, побуждая компании энергетического сектора вкладывать больше средств в эту область.
5 причин инвестировать в водородные топливные элементы
Мощность с нулевым уровнем выбросов
Водородная энергия имеет нулевые или более низкие выбросы, чем энергия сгорания. Водородный топливный элемент выделяет воду и имеет потенциал для преодоления критических климатических проблем, потому что нет выбросов углерода.
Поскольку водородный топливный элемент не производит вредных выбросов, он устраняет затраты на обращение с токсичными материалами, такими как дизельное топливо и аккумуляторные жидкости. Кроме того, в системе отсутствуют загрязнители воздуха, образующие смог или создающие проблемы со здоровьем для работающих на водороде. электростанция. Эти преимущества привели к включению водородных топливных элементов во многие хорошо спланированные корпоративные программы устойчивого развития.
Очень надежный
Эксперты-экологи сходятся во мнении, что водородные топливные элементы — это чистый, тихий и надежный источник энергии. Ячейки не нуждаются в периодической подзарядке, как батареи, но продолжают вырабатывать энергию до тех пор, пока активен источник топлива. Поскольку топливные элементы генерируют электричество путем химического превращения водорода в энергию, они могут достигать более высокой эффективности, чем традиционные методы производства энергии, такие как паровые турбины.
Водородная энергетика доказала свою надежность в суровых условиях, включая низкие температуры, ураганы и зимние бури. В отличие от гидроэнергетики и биотоплива, производство водородной энергии не требует обширной территории. НАСА работает над использованием водорода в качестве ресурса, а вода, полученная в качестве побочного продукта, будет использоваться в качестве питьевой воды для астронавтов.
Улучшенная эффективность
Согласно Департамент энергетики СШАводородные топливные элементы энергоэффективны примерно на 40-60%. Этот диапазон контрастирует с типичным двигателем внутреннего сгорания автомобиля, КПД которого составляет около 25%.
Водородные топливные элементы, как правило, более эффективны, чем другие источники энергии, включая многие экологически чистые энергетические решения. Эта эффективность позволяет производить больше энергии на единицу топлива. Кроме того, производители топливных элементов сосредотачиваются на инновационных стратегиях производства водородной энергии. Некоторые из их усилий включают разработку электролитов для ионообменных мембран с улучшенными характеристиками при сниженной стоимости, модели для понимания конструкции системы и условий работы, а также создание стеков с высокой эффективностью при номинальной мощности.
Низкие эксплуатационные расходы
Водородная энергия экономит больше денег, чем энергетические системы, основанные на сжигании. Нет необходимости заменять или заряжать аккумуляторы, что снижает последующие затраты, такие как затраты на рабочую силу, пространство и время.
С другой стороны, для производства таких источников энергии, как топливо, нефть и природный газ, требуются мощные электростанции. Эксплуатационные расходы на эксплуатацию этих заводов также выше, потому что им нужна рабочая сила для активной работы на месте.
Водородный топливный элемент требует простого обслуживания и меньшего количества посещений объекта, что позволяет сэкономить около 84% эксплуатационных расходов по сравнению с генераторами внутреннего сгорания для стационарных источников энергии. Они отличаются высокой надежностью и оптимальным функционированием, позволяя сотрудникам сосредоточиться на назначенных им задачах.
Масштабируемость
Масштабируемость является одним из наиболее значительных преимуществ использования водородных топливных элементов. Это означает, что отдельный топливный элемент может быть соединен с другими для создания стека. Эти стеки объединяются, чтобы создать более глубокую систему преобразования водорода в энергию.
Ячейки могут быть спроектированы так, чтобы удовлетворять разнообразным требованиям. Их можно использовать для переносных устройств, транспорта или стационарных электростанций. Такой тип универсальности возобновляемый источник энергии встречается довольно редко, что делает водородную энергию совершенно уникальной среди других.
Заключение
По мере развития технологий водородные топливные элементы будут улучшать свои характеристики и продолжать обеспечивать энергией широкий спектр мобильных и стационарных приложений. Они, как правило, снижают глобальную зависимость от ископаемого топлива и помогают демократизировать поставки энергии во всем мире. Расширение использования водородной энергетики принесет пользу многим странам, которые все еще зависят от поставок ископаемого топлива.
Поскольку все больше людей принимают водород в качестве источника энергии, потребители захотят иметь в своем распоряжении широкий спектр водородных топливных элементов. Исследовать Alibaba.com для получения различных водородных топливных элементов и обеспечения их соответствия текущим требованиям рынка.
