Mașini electrice pe bază de hidrogen

1. Vedere asupra viitorului

In viziunea mea masina viitorului ar trebui sa fie practica, sigura, sa nu polueze, insa ca aspect sa fie la fel ca masinile din ziua de azi. In concluzie, masina viitorului in viziunea mea ar trebui sa fie o masina electrica, insa sa nu functioneze pe baza de baterii li-ion deoarece, dupa cum a fost demonstrat pana acum, aceste autoturisme nu sunt practice, fiind nevoie sa fie reincarcate foarte des, o astfel de incarcare durand aproximativ 12 ore, ci sa fie o masina electrica pe baza de hidrogen. Consider ca o masina pe baza de hidrogen ar fi o idee foarte buna deoarece hidrogenul este cel mai abundent gaz de pe planeta

O astfel de masina nu este imposibil de construit, insa ca si masinile actuale, va avea nevoie de o perioada de cercetare si imbunatatire, pentru a deveni cu adevarat practica, dar si accesibila ca pret, asemenea masinilor actuale.

Un vehicul de hidrogen este un vehicul care utilizează hidrogenul ca si combustibil. Puterea unor astfel de vehicule consta in conversia energiei chimice de hidrogen in energie mecanica (de cuplu) în unul din aceste două metode: ardere, sau conversia electrochimica dintr-o celula de combustibil:

În masinile cu motoarele cu ardere interna a hidrogenului, hidrogen este ars în aceeaşi metodă ca tradiţionale motore cu ardere internă folosite astazi in majoritatea vehiculelor.

În conversia electrochimica dintr-o celula de combustibil, hidrogenul reacţioneaza cu oxigenul pentru a produce apa si energie electrică, acesta din urmă,fiind folosita pentru a alimenta motorul electric.

Multe companii cerceteaza posibilitatea de a construi masini electrice pe baza de hidrogen, iar multi dintre producatori au inceput sa dezvolte masinile pe baza de hidrogen. Majoritatea automobilelor pe baza de hidrogen pot fi vazute la demonstratii, sau sunt construite intr-un numar redus.

2. Fuel-cell

“Fuel-cell”-ul (in traducere libera celula de combustibil) este un mecanism de conversie electrochimica. El produce electricitate din combustibil (la anod) si un oxidant (la catod), care reactioneaza in prezenta unui electrolit. Reactantii intra in fuell-cell, iar produsii de reactie ies din el, in timp ce electrolitul ramane in interior. Acest tip de mecanism poate functiona la nesfarsit, atata timp cat in interiorul sau intra reactanti.

Fuel-cell-urile sunt diferite fata de bateriile electochimie deoarece ele consuma reactant, care trebuie sa fie alimentat, pe cand bateriile inmagazineaza energie electrica intr-un anume spatiu (dimensiunea bateriei).

In plus, electrozii dintr-o baterie sufera modificari in timp ce aceasta se incarca sau descara, in fuel-cell electozii sunt catalitici si raman relativ stabili.

Un fuel-cell functioneaza prin cataliza, separand electonii si protonii din combustibil, fortand electonii sa “calatoreasca” printr-un circuit, astfel transformandu-i in energie electrica. Catalizatorul de obicei este un metal tip platina, sau un aliaj. Un alt proces catalitic transporta electronii inapoi, combinandu-i cu protoni si cu oxidant format.

Pe langa fuell-cell-urile care folosesc hidrogen pur, exista si acele tipuri care folosesc hidrocarburi, precum diesel si methanol si hidride chimie. Echivalentul gazelor de esapament in cazul acestora este apa.

Materialele folosite in fuel-cell-uri difera. De obicei membrana electodului si placile de electrod bipolar sunt din metal sau nichel, si sunt acoperite in catalizator pentru a avea o eficienta ridicata. Hartia de carbon le separa de electrolit, acesta din urma putand fi ceramica sau o membrana.

Un “Proton exchange membrane fuell cell” sau PEM poate produce o tensiune cuprinsa intre 0.6 V si 0.7 V, tensiunea scade in timpul cresterii intensitatii curentului datorita mai multor factori:

-Pierderea ohmica datorata rezistentei materialelor din care este facut fuel-cell-ul

-Pierderea prin transport

2.2 Probleme tehnice privind fuel-cell-ul:

-Costurile. Scopul este de a reduce costurile cat mai mult astfel incat sa poata fi cmparate cu tehnologii de astazi precum motoarele pe baza de benzina si motorina. Multe companii lucreaza la o tehnica de a reduce costurile intr-o multitudine de moduri printre care reducerea cantitatii de platina necesara pe fiecare celula. S-a ajuns la concluzia ca daca pe un catalizator se foloseste fibra de carbon aceasta duce la scaderea a 30% din platina necesara fara a se pierde insa si performantele, iar o alta descoperire ete ca in locul platinei se poate folosi PEDOT, un polimer conductor.