Czy wodór to paliwo doskonałe?
H2 czyli wodór to najczęściej występujący pierwiastek chemiczny we Wszechświecie. Wykorzystując bardzo prostą reakcje chemiczną połączenia wodoru z tlenem otrzymujemy energię niezbędną do uruchomienia silnika samochodu. Jedynym efektem ubocznym tej reakcji jest czysta woda.
Nie ma jednoznacznej odpowiedzi na pytanie czy wodór to paliwo doskonałe czy też nie. Jak każde inne paliwo ma swoje wady i zalety. Niewątpliwie zaletą wodoru jest jego ekologiczny charakter. Wadą zaś możliwości jego magazynowania. Zanim jednak przejdziecie do własnej oceny wodoru warto dowiedzieć się w jaki sposób można go wytworzyć oraz w jaki sposób dochodzi do wytworzenia energii elektrycznej z wodoru, która następnie np. napędza silnik samochodu.
Zanim przejdziesz dalej poznaj trzy kolory wodoru
Zanim przejdziesz dalej poznaj trzy kolory wodoru
Obecnie wodór dzielimy na szary, niebieski i zielony. Ten najbardziej pożądany w aspekcie bezemisyjnej energetyki i transportu to wodór zielony, czyli taki który otrzymano w procesie wykorzystującym energię z OZE (np. w elektrolizie wody). Warunkiem koniecznym w jego wytwarzaniu jest to, aby energia (np. na potrzeby pracy elektrolizera) pochodziła z OZE, czyli źródła nieobarczonego emisją CO2 taką jak panele fotowoltaiczne, turbiny wiatrowe czy źródła geotermalne. Wodór otrzymywany w procesie elektrolizy wody zasilanej energią elektryczną generowaną z wykorzystaniem paliw kopalnych nie jest wodorem zielonym. Jednak, gdy wykorzystujemy do elektrolizy energię otrzymaną np. z paneli fotowoltaicznych, wtedy możemy mówić o zielonym wodorze, którego skutkiem ubocznym jest jedynie woda.
Czym jest elektroliza?
Elektroliza jest jedynie procesem, w którym bezpośredni prąd elektryczny jest wykorzystywany do dysocjacji cząsteczki wody na jej składniki: tlen i wodór. Używając odnawialnej energii elektrycznej (słonecznej, wiatrowej itp.) uważa się ją za czysty w 100% odnawialny wodór H 2. Jest to modułowe i skalowalne rozwiązanie. Proces wytwarzania wodoru nie powoduje spalania ani emisji gazów.
Korzyści płynące z elektrolizy przy użyciu membran PEM (Proton Exchange Membrane):
- Wysoka gęstość prądu
- Wysoka wydajność
- Dobra wydajność przy częściowym obciążeniu
- Szybka reakcja systemu
- Kompaktowa
- Wysoka czystość gazu
- Łatwa konserwacja
- Brak niebezpiecznych substancji
Schemat procesu pozyskiwania wodoru przy użyciu elektrolizy PEM
Źródło: https://ecoprius.pl/pl/elektroliza-i-ogniwa-paliwowe.html
Jak działają ogniwa paliwowe?
Ogniwo paliwowe składa się z dwóch elektrod i membrany, która przepuszcza wyłącznie dodatnio naładowane cząsteczki wodoru. Protony wodoru łączą się z atomami tlenu, tworząc wodę. Elektrony zostają przekierowane do obwodu elektrycznego, tworząc prąd, który wprawia auto w ruch.
Ogniwa paliwowe są jednym z najbardziej skutecznych sposobów przekształcania energii chemicznej w energię elektryczną. Ogniwa paliwowe bezpośrednio konwertują energię chemiczna zmagazynowaną w paliwach do energii elektrycznej i w zawiązku z tym zostały zidentyfikowane jako jedno z najbardziej obiecujących technologii czystej energii dla przemysłu i transportu. Działanie ogniwa paliwowego jest wydajne, czyste i ciche. Ogniwa paliwowe mogą być wykorzystywane we wielkoskalowych stacjonarnych systemach do rozproszonego wytwarzania energii, jak również do małych przenośnych urządzeń do zasilania urządzeń mikroelektronicznych i pomocniczych jednostek zasilania w pojazdach.
Najlepsze cechy ogniw paliwowych PEM?
-
Zero emisji cząstek stałych;
- Zero emisji CO i CO2 podczas pracy;
- Długa żywotność;
- Wysokie zagęszczenie mocy;
- Niska temperatura, a co za tym idzie – wszechstronne działanie;
- Sprawdzona technologia z dużym doświadczeniem w wielu różnych zastosowaniach;
Źródło: https://www.toyota.pl/hydrogen/, http://wydawnictwo.uwm.edu.pl, https://ecoprius.pl/
