![\"Wodorowe](\"https:\/\/auto.inform.com.de\/wp-content\/uploads\/2022\/04\/post-219118-62504e84d690f.webp\")
<\/a><\/p>\nHistoria pojawienia si\u0119<\/h2>\n
W latach 50. i 60. rosn\u0105ce zapotrzebowanie NASA na \u017ar\u00f3d\u0142a zasilania do lot\u00f3w kosmicznych na dalekie odleg\u0142o\u015bci doprowadzi\u0142o do jednego z najwa\u017cniejszych wyzwa\u0144 zwi\u0105zanych z ogniwami paliwowymi, jakie istnia\u0142y w tamtym czasie. Ogniwa alkaliczne wykorzystuj\u0105 tlen i wod\u00f3r jako paliwo, kt\u00f3re podczas reakcji elektrochemicznej s\u0105 przekszta\u0142cane w u\u017cyteczne produkty uboczne podczas lotu kosmicznego: elektryczno\u015b\u0107, wod\u0119 i ciep\u0142o.<\/p>\n
Ogniwa paliwowe odkryto po raz pierwszy na pocz\u0105tku XIX wieku, w 1838 roku. W tym samym czasie pojawi\u0142y si\u0119 pierwsze informacje o ich skuteczno\u015bci.<\/p>\n
Prace nad ogniwami paliwowymi wykorzystuj\u0105cymi elektrolity alkaliczne rozpocz\u0119\u0142y si\u0119 pod koniec lat 30. XX wieku. Ogniwa z niklowanymi elektrodami wysokoci\u015bnieniowymi wynaleziono dopiero w 1939 roku. Podczas II wojny \u015bwiatowej opracowano brytyjskie ogniwa paliwowe do \u0142odzi podwodnych, sk\u0142adaj\u0105ce si\u0119 z pierwiastk\u00f3w alkalicznych o \u015brednicy oko\u0142o 25 centymetr\u00f3w.<\/p>\n
Zainteresowanie nimi wzros\u0142o w latach pi\u0119\u0107dziesi\u0105tych i osiemdziesi\u0105tych, kt\u00f3re charakteryzowa\u0142y si\u0119 niedoborem oleju opa\u0142owego. Kraje na ca\u0142ym \u015bwiecie rozpocz\u0119\u0142y walk\u0119 z zanieczyszczeniem powietrza i \u015brodowiska, pr\u00f3buj\u0105c opracowa\u0107 przyjazne dla \u015brodowiska sposoby wytwarzania energii elektrycznej. Technologia ogniw paliwowych jest obecnie aktywnie rozwijana.<\/p>\n
Ciep\u0142o i elektryczno\u015b\u0107 s\u0105 wytwarzane przez ogniwa paliwowe w wyniku reakcji elektrochemicznej, w kt\u00f3rej wykorzystuje si\u0119 katod\u0119, anod\u0119 i elektrolit.<\/p>\n Katoda i anoda s\u0105 oddzielone elektrolitem przewodz\u0105cym protony. Po dostarczeniu tlenu do katody i wodoru do anody rozpoczyna si\u0119 reakcja chemiczna, w wyniku kt\u00f3rej powstaje ciep\u0142o, pr\u0105d i woda.<\/p>\n Wod\u00f3r cz\u0105steczkowy dysocjuje na katalizatorze anodowym, powoduj\u0105c utrat\u0119 elektron\u00f3w. Jony wodorowe przedostaj\u0105 si\u0119 do katody przez elektrolit, podczas gdy elektrony przechodz\u0105 przez zewn\u0119trzn\u0105 sie\u0107 elektryczn\u0105 i wytwarzaj\u0105 pr\u0105d sta\u0142y, kt\u00f3ry jest u\u017cywany do zasilania sprz\u0119tu. Cz\u0105steczka tlenu na katalizatorze katodowym \u0142\u0105czy si\u0119 z przychodz\u0105cym elektronem i protonem, ostatecznie tworz\u0105c wod\u0119, kt\u00f3ra jest jedynym produktem reakcji.<\/p>\n Wyb\u00f3r konkretnego typu ogniwa paliwowego zale\u017cy od jego zastosowania. Wszystkie ogniwa paliwowe dziel\u0105 si\u0119 na dwie g\u0142\u00f3wne kategorie: wysokotemperaturowe i niskotemperaturowe. Te ostatnie wykorzystuj\u0105 czysty wod\u00f3r jako paliwo. Takie urz\u0105dzenia zazwyczaj wymagaj\u0105 konwersji paliwa pierwotnego w czysty wod\u00f3r. Proces odbywa si\u0119 na specjalnym sprz\u0119cie.<\/p>\n Ogniwa paliwowe wysokotemperaturowe ich nie potrzebuj\u0105, poniewa\u017c przetwarzaj\u0105 paliwo w wysokich temperaturach, eliminuj\u0105c potrzeb\u0119 infrastruktury wodorowej.<\/p>\n Zasada dzia\u0142ania wodorowych ogniw paliwowych opiera si\u0119 na zamianie energii chemicznej na energi\u0119 elektryczn\u0105 bez nieefektywnych proces\u00f3w spalania oraz na zamianie energii cieplnej na energi\u0119 mechaniczn\u0105.<\/p>\n Wodorowe ogniwa paliwowe to urz\u0105dzenia elektrochemiczne, kt\u00f3re wytwarzaj\u0105 energi\u0119 elektryczn\u0105 poprzez wysoce wydajne spalanie \u201ezimnego” paliwa. Istnieje kilka rodzaj\u00f3w takich urz\u0105dze\u0144. Za najbardziej obiecuj\u0105c\u0105 uwa\u017ca si\u0119 technologi\u0119 wodorowo-powietrznych ogniw paliwowych wyposa\u017conych w membran\u0119 do wymiany proton\u00f3w PEMFC.<\/p>\n Membrana polimerowa o przewodno\u015bci protonowej przeznaczona jest do oddzielenia dw\u00f3ch elektrod: katody i anody. Ka\u017cdy z nich jest reprezentowany przez matryc\u0119 w\u0119glow\u0105, na kt\u00f3rej osadzony jest katalizator. Wod\u00f3r cz\u0105steczkowy dysocjuje na katalizatorze anodowym, oddaj\u0105c elektrony. Kationy przechodz\u0105 do katody przez membran\u0119, ale elektrony s\u0105 przenoszone do obwodu zewn\u0119trznego, poniewa\u017c membrana nie jest przeznaczona do przenoszenia elektron\u00f3w.<\/p>\n Cz\u0105steczka tlenu na katalizatorze katodowym \u0142\u0105czy si\u0119 z elektronem z obwodu elektrycznego i przychodz\u0105cym protonem, ostatecznie tworz\u0105c wod\u0119, kt\u00f3ra jest jedynym produktem reakcji.<\/p>\n Wodorowe ogniwa paliwowe s\u0105 wykorzystywane do produkcji zespo\u0142\u00f3w membranowo-elektrodowych, kt\u00f3re s\u0142u\u017c\u0105 jako g\u0142\u00f3wne elementy generuj\u0105ce system energetyczny.<\/p>\n W\u015br\u00f3d nich nale\u017cy wyr\u00f3\u017cni\u0107:<\/p>\n Ze wzgl\u0119du na wysok\u0105 wydajno\u015b\u0107<\/a> wodorowe ogniwa paliwowe znajduj\u0105 zastosowanie w r\u00f3\u017cnych dziedzinach:<\/p>\n Powszechne stosowanie ogniw paliwowych opartych na nadtlenku wodoru b\u0119dzie mo\u017cliwe dopiero po stworzeniu efektywnej metody produkcji wodoru. Potrzebne s\u0105 nowe pomys\u0142y na aktywne wykorzystanie tej technologii, z du\u017cymi nadziejami pok\u0142adanymi w koncepcji ogniw biopaliwowych i nanotechnologii. Kilka firm wypu\u015bci\u0142o stosunkowo wydajne katalizatory na bazie r\u00f3\u017cnych metali, jednocze\u015bnie pojawi\u0142y si\u0119 informacje o stworzeniu bezmembranowych ogniw paliwowych, co znacznie obni\u017cy\u0142o koszty produkcji i upro\u015bci\u0142o projektowanie<\/a> takich urz\u0105dze\u0144. Zalety i w\u0142a\u015bciwo\u015bci wodorowych ogniw paliwowych nie przewa\u017caj\u0105 nad ich g\u0142\u00f3wn\u0105 wad\u0105 \u2013 wysokim kosztem, zw\u0142aszcza w por\u00f3wnaniu z urz\u0105dzeniami w\u0119glowodorowymi. Budowa elektrowni wodorowej wymaga co najmniej 500 000 dolar\u00f3w.<\/p>\n<\/a><\/p>\nZasada dzia\u0142ania<\/h2>\n
<\/a><\/p>\nRodzaje<\/h2>\n
<\/a><\/p>\nPoj\u0119cia og\u00f3lne<\/h2>\n
<\/a><\/p>\nZalety wodorowych ogniw paliwowych<\/h2>\n
\n
<\/a><\/p>\nObszar zastosowa\u0144<\/h2>\n
\n
Perspektywy energii wodorowej<\/h2>\n