Преимущества топливных элементов огромны; однако в этом посте мы углубимся в некоторые недостатки топливных элементов, которые нам также необходимо учитывать при энергопотреблении.
Люди и страны по всему миру становятся все более обеспокоенными, поскольку климатические проблемы набирают обороты. Правительства всего мира изучают более экологически чистые и долгосрочные источники электроэнергии и энергии.
Хорошей иллюстрацией всего этого является более широкое внедрение технологий возобновляемой энергии, таких как электромобили. Технология топливных элементов — еще одна инновация, которая набирает популярность во всем мире.
A топливных элементах представляет собой устройство, генерирующее электрическую и тепловую энергию за счет использования топлива. Топливные элементы — это электрохимические элементы, которые преобразуют химическую энергию топлива (обычно водорода) и окислителя (обычно кислорода) в электричество с помощью пары окислительно-восстановительных реакций.
Они отличаются от большинства батарей тем, что нуждаются в постоянном источнике топлива и кислорода (обычно из воздуха) для поддержания химической реакции.
В отличие от аккумуляторов, топливные элементы являются не накопителями энергии, а преобразователями энергии.
Внешне топливные элементы почти не отличаются от двигателей внутреннего сгорания. В отличие от двигателя внутреннего сгорания, топливо в топливном элементе не сжигается, а преобразуется в электричество и тепло посредством химической реакции.
В настоящее время топливные элементы используются в основном для энергоснабжения. Одним из преимуществ является их работа с нулевым уровнем выбросов, что делает их экологически чистой альтернативой двигателям внутреннего сгорания. Еще одним преимуществом является то, что образующееся отходящее тепло можно легко использовать для отопления.
Топливные элементы также могут эффективно использоваться в сфере мобильности. С одной стороны, они обеспечивают высокую плотность энергии, а с другой – позволяют быстро заправить топливный бак.
В секторе коммерческих автомобилей топливные элементы являются важным компонентом будущей мобильности не в качестве альтернативы, а в сочетании с аккумуляторами. В приложениях, где требуется большое количество энергии, а пространство ограничено, только батареи сталкиваются с техническими ограничениями.
Вес велик, как и требования к пространству. Для коммерческого применения и тяжелых транспортных средств это ставит под сомнение повседневную пригодность прямой электрификации с помощью аккумуляторов.
Топливный элемент устроен таким образом, что каждый топливный элемент состоит из двух электродов (анода и катода), разделенных электролитом. Электроды являются проводящими для электронов, тогда как электролит проницаем только для определенного типа ионов (электрически заряженных атомов).
Топливные элементы могут генерировать электроэнергию непрерывно до тех пор, пока имеются топливо и кислород. Как и любой источник энергии, топливные элементы имеют свои преимущества и недостатки. Однако в этой статье мы собираемся подробно представить недостатки топливных элементов, которые вам необходимо учитывать при их использовании.
Содержание
9 Недостатки топливных элементов
Дебаты относительно преимуществ и недостатков топливных элементов продолжаются, но, несмотря на текущие ограничения, топливные элементы в значительной степени по-прежнему являются экологически чистой альтернативой ископаемому топливу и могут использоваться для обеспечения гибкой и высокой плотности энергии и движения в широком диапазоне. промышленных предприятий и видов транспорта.
Однако существуют некоторые ограничения на топливо, которые нам необходимо учитывать.
Таким образом, ниже перечислены и обсуждены некоторые недостатки, недостатки и проблемы топливных элементов.
- Удаление водорода
- Инвестиции для развития
- Сбор водорода
- Чрезвычайно огнеопасно
- Стоимость сырья
- Общие расходы
- Год основания
- Нормативные вопросы
- Трудности в администрировании
1. Удаление водорода
Несмотря на то, что водород является самым распространенным элементом во Вселенной, он не существует сам по себе; его необходимо собирать из жидкости посредством электролиза или отделять от углеродного ископаемого топлива.
Каждый из этих методов обязательно требует значительного количества энергии для выполнения. Эта энергия может быть больше, чем полученная от самого водорода, а также быть непомерной.
Более того, такое удаление обычно требует использования ископаемого топлива, что подрывает экологическую эффективность водорода из-за очевидного отсутствия улавливания и хранения углерода.
2. Инвестиции в целях развития
Водородные топливные элементы нуждаются в финансировании для разработки до такой степени, чтобы они стали действительно жизнеспособным источником энергии. Это также потребует политической воли тратить деньги и время на разработку, чтобы совершенствовать и развивать технологию.
Но тогда глобальная проблема или препятствие на пути развития устойчивой и широко распространенной водородной энергетики заключается в том, как лучше всего построить цепочку спроса и предложения наиболее экономически эффективным способом и количественной системой.
3. Сбор водорода
Транспортировка и хранение водорода гораздо сложнее, чем транспортировка и хранение. природный газ и уголь.
В результате при использовании топливных элементов в качестве источника энергии возникают дополнительные расходы.
4. Чрезвычайно легковоспламеняющийся
Водород является легковоспламеняющимся источником топлива, требующим повышенного внимания к безопасности.
Водород воспламеняется в атмосфере при концентрациях от 4 до 75 процентов, газообразный водород воспламеняется в атмосфере.
5. Стоимость сырья
Сырьевые материалы, такие как иридий и платина, обычно необходимы в качестве катализаторов в топливных элементах и некоторых типах электролизеров воды, что указывает на то, что первоначальная стоимость топливных элементов и электролиза воды может быть непомерной.
Эта высокая стоимость не позволяет некоторым людям инвестировать в технологию топливных элементов. Такие затраты необходимо сократить, чтобы топливные элементы стали жизнеспособным источником топлива для всех.
Следовательно, чтобы сделать топливные элементы жизнеспособным и осуществимым источником энергии для всех, эти цены должны быть снижены.
6. Общие расходы
По сравнению с другими источниками энергии, включая солнечная энергия, топливные элементы в настоящее время стоят дороже за единицу энергии. Однако по мере развития технологий может произойти переключение; эта стоимость является ограничением общего использования водорода, даже несмотря на то, что он более эффективен после создания, даже если он более эффективен после создания.
Эти расходы влияют на будущие цены, например, на цены на автомобили с водородным двигателем, что в настоящее время затрудняет широкое признание.
7. Фонд
Поскольку ископаемое топливо используется уже десятилетиями, основа для этого источника энергии уже существует. Широкое распространение технологии топливных элементов для автомобильной промышленности потребует создания новой инфраструктуры снабжения.
Однако для дальних перевозок, например, для транспортных средств и грузовых автомобилей, можно использовать сквозную заправку.
8. Регуляторные вопросы
Существуют также нормативные проблемы, касающиеся структуры, представляющей модели коммерческого развертывания.
Без четкой нормативной базы, позволяющей коммерческим проектам понимать основу их затрат и доходов, коммерческим проектам может быть сложно принять решение о финансовых инвестициях (FID).
9. Трудности в администрировании
Существуют дополнительные ограничения, налагаемые нормативными вопросами, связанными с его функционированием, которые отражают сценарии промышленного применения.
Коммерческие предприятия могут стремиться поддерживать экономическую инвестиционную стратегию, если не существует конкретных юридических структур, позволяющих им достичь своих целей по затратам и выгодам.
Заключение
Эти проблемы, связанные с топливными элементами, подтверждают тот факт, что нам все еще необходимо продолжать нашу работу по использованию топливных элементов, чтобы реализовать весь потенциал топливных элементов как ключевого фактора будущей декарбонизированной энергетической системы и фундаментального решения наших глобальных энергетических потребностей, поскольку а также помочь защитить и сохранить окружающую среду.
Рекомендации
- Водородные автомобили в Индии: предположения, правда и планы
. - 7. Воздействие литий-ионных аккумуляторов в электромобилях на окружающую среду
. - 24 преимущества и недостатки водородного топлива
. - Достижение целей чистой энергетики: роль специальных химикатов
. - 8 технологий, лежащих в основе проектирования «зеленых» городов для умных городов и устойчивого будущего
Ahamefula Ascension — консультант по недвижимости, аналитик данных и автор контента. Он является основателем фонда Hope Ablaze Foundation и выпускником одного из престижных колледжей страны по специальности «Управление окружающей средой». Он одержим чтением, исследованиями и письмом.