Как работи водородна кола
Водородни горивни клетки.През 1839 г. уелският учен сър Уилям Робърт Гроув открива, че процесът на електролиза е обратим и получава електрическа енергия и вода от водород. Той нарече своето изобретение газова батерия, днес изобретението му е известно като водородно горивоелемент или горивна клетка. Много по-късно, в средата на 20-ти век, технологията е доразвита от инженера Франсис Бейкън. Първата горивна клетка е разработена в началото на 60-те години от General Electric за използване в орбитални космически капсули. И през 90-те години на миналия век горивните клетки започнаха да се появяват в градските автобуси, сега можем уверено да кажем, че е възможно да се движи кола от горивна клетка. Горивото за водородна горивна клетка, както подсказва името, е водород. От училищния курс по химия е известно, че водородът се състои от един електрон и един протон. Горивната клетка генерира електричество, като взема електрони от водороден атом. Йонизираните водородни и кислородни атоми образуват вода и топлина като страничен продукт, така че водата се освобождава като пара. Горивните клетки се състоят от два електрода, отрицателно зареден анод и положително зареден катод, катализатор и мембрана. Молекулите на водорода са разположени на катода, всяка молекула се състои от два водородни атома. Катализаторът на анода разгражда водородните молекули на водородни катиони (протони) и поток от електрони. Катионите преминават през мембрана, която не позволява на електроните да преминават. На катодния катализатор кислородна молекула се свързва с електрон (който се доставя от външни комуникации) и входящ протон, образувайки вода, която е единственият продукт на тази реакция. Горивните клетки могат да бъдат свързани помежду си, за да се получи желаната мощност и напрежение. Много хора смятат, че екологично чистите превозни средства, като водородна кола, ще бъдат от решаващо значение за задоволяване на енергийните нужди на 21-ви век и като доказателство за това през 2003 г. президентът на САЩ Джордж У. Буш подчерта1,2 милиарда долара за разработване на технология за горивни клетки. Горивните клетки имат две основни предимства пред изкопаемите горива. Първо, използването им ви позволява да спестите съществуващите петролни запаси, и второ, страничен продукт от тяхната работа е парата, която не замърсява атмосферата. Това е много гореща тема, тъй като се смята, че емисиите на въглероден диоксид от автомобилите допринасят за глобалното затопляне.
Производство на автомобили с водород.Производството на автомобили с водород не се различава много от обикновеното производство на автомобили. Разбира се, такава кола би била донякъде уникална с това, че се задвижва от електрически двигатели. Може би основният въпрос, на който трябва да се отговори, е: „Как да произвеждаме водород? ". Имайки предвид факта, че водородът е най-разпространеният елемент във Вселената, човек би си помислил, че това няма да е проблем. Нека помислим, освен че водородът е най-често срещаният, той е и най-лекият елемент във Вселената и за да остане на повърхността на Земята и да не излети в космоса, трябва да бъде задържан от нещо. Тя може да бъде задържана чрез връзка с друг или други химически елементи. Най-разпространената връзка на водорода е водата (H2O) и има достатъчно количество вода на Земята. Но как да разделим водна молекула, докато отделяме водородна молекула? Може би можете да получите водород от някъде другаде? Сър Уилям Гроув знаеше преди повече от 150 години, че най-простият начин за производство на водород от вода е електролизата. Ако през водата премине електрически ток, водните молекули се разрушават. Подобно на процеса, който протича в горивна клетка, тук се използват анод и катод, които обикновено саТе са направени от инертни метали. Когато електрически ток преминава през вода, на катода се образува водород, а на анода - кислород. Въпреки че този процес е бавен, той може да се извърши в голям мащаб. Алтернативен източник на водород би бил природният газ, който се състои от естествени въглеводороди. В момента това е най-разпространеният метод за промишлено производство на водород. За съжаление този процес използва природен ресурс - природния газ. Така че производството на автомобили, които работят с водород, няма да помогне за изчерпването на изкопаемите горива. Някои експерти смятат, че е възможно да се направят миниатюрни водородни инсталации, които да се поберат в гаража на автомобилен ентусиаст. Най-новата форма на тази идея беше предложението процесът на електролиза да се извършва вътре в самата кола. Енергията за електролизата обаче ще трябва да идва от някакъв вид батерия и „колата на вода“ ще трябва да се зарежда периодично.