Celule cu hidrogen

CELULE CU HIDROGEN (PILA DE COMBUSTIE).

 

Cum functioneaza pila de combustie?

 

Pila de combustie este un dispozitiv electrochimic care folose?te hidrogenul ?i oxigenul din aer pentru a produce electricitate, c?ldur? ?i ap?.Pilele de combustie func?ioneaz? f?r? ardere, deci sunt practic nepoluante.

 

Deoarece combustibilul este transformat direct în electricitate, pila de combustie lucreaz? cu randamente mult mai mari decât motoarele cu combustie (ardere) intern?.

Pila de combustie nu are p?r?i în mi?care, deci este o surs? de energie silen?ioas? ?i

fiabil?. Are un randament ridicat la producerea energiei electrice datorit? unei conversii directe, f?r? procese intermediare în care s? participe energia termic? sau mecanic?, existând posibilitatea utiliz?rii c?ldurii reziduale.

Pe parcursul func?ion?rii se produce o emisie slab? de oxizi de azot (nocivi).

 

Gazul natural este unul dintre numero?ii combustibili care pot fi utiliza?i într-o pil? de combustie.

 

 

Principiul de func?ionare al pilei(sursei) electrice cu combustie se bazeaz? pe un

fenomen invers celui de electroliz?. Se introduc dou? gaze în spa?ii diferite, separate printr-un electrolit. Interac?iunea dintre electrolit ?i hidrogen are drept rezultat disocierea acestuia, adic? separarea electronului din atomul de hidrogen ?i atragerea acestuia c?tre anod. Ionul pozitiv de hidrogen r?mas migreaz? prin electrolit ?i se combin? cu oxigenul de la catod, formând apa. Deoarece aceasta ap? are un deficit de un electron, acesta este preluat de la catod. Ca urmare, între catod

?i anod se stabile?te o diferen?? de poten?ial; dac? la cei doi electrozi se leag? un consumator electric, tensiunea electromotoare creat? va genera un curent electric. Se ob?ine în acest mod un curent continuu, iar pentru ob?inerea unui curent alternativ trebuie utilizat un invertor. Celulele de combustie produc curent continuu ( cu tensiunea de 1 V). Pentru folosirea în practic? este necesar? cuplarea mai multor celule pentru a forma o baterie si/sau instala?ie.

 

 

 

 

Marele avantaj al unei celule de combustie este c? transform? energia chimic? în

energie electric? f?r? pa?i intermediari, astfel c? nu se supune îngr?dirilor stabilite pentru o ma?in? termic? ideal?, conform procesului ciclic ar?tat de Carnot. O celul? de combustie ar trebui, teoretic, s? produc? de dou? ori mai mult? energie electric? decât cea mai bun? combina?ie ma?in? termic?-generator – din aceea?i cantitate de combustibil fosil.

 

Producerea de hidrogen.

 

De?i existent în compozi?ia apei practic în cantit??i nelimitate, hidrogenul r?mâne un

carburant foarte scump. Hidrogenul produs industrial (in acest moment) provinea proape în exclusivitate din purt?tori fosili cu o cheltuial? foarte mare de energie electric?. Singura posibilitate de sc?dere a costurilor de produc?ie este g?sirea unui procedeu ieftin de extragere a acestuia direct din ap?. Dintre toate procedeele ?i procesele termice, chimice sau fizico-chimice testate pân? acum, clasica electroliz? s-a dovedit cea mai eficient?. Procesul alcalin lucreaz? la o presiune medie ?i o temperatur? de 120°C, având un randament cu 25% mai ridicat decât cel clasic. Piesa forte este un complex electrod-membran? pe baz? de oxid ceramic. Nou? este combina?ia dintre anod ?i catod cu un electrolit solid într-un “sandwich” sub?ire, care la rândul lui este montat într-un cadru polimeric stabil la temperatur? ?i coroziune, (electroliza la înalt? temperatur?), constituind un model func?ional pentru încerc?ri. Procesul “Hot Elly” are la baz? realitatea c? disocierea aburului în hidrogen ?i oxigen necesit? mai pu?in? energie electric? decât cea a apei. Sistemul func?ioneaz? cu abur de satura?ie la 120°-250°C, dar poate da un ran dament ?i mai mare dac? se folose?te abur supraînc?lzit.

 

Cateva exemple de utilizare a celulei de combustie.

 

 

Schema de utilizare a unei pile de combustie aplicata in sectorul casnic.

Se observa din desenul de mai sus care este “combustibilului” cu care este alimentat sistemul – biomethanol si apa. Amestecul este trimis intr-un generator solar de Hidrogen unde sub actiunea Soarelui se obtine Hidrogen. O parte a acestuia este furnizata in timpul zilei direct in pila de combustie, iar o alta parte este introdusa intr-un compresor care alimenteaza o butelie sub presiune, de unde Hidrogenul este introdus in pila de combustie pentru consumul din timpul noptii.

Renewable energy to electricity/hydrogen. See NREL’s Wind to Hydrogen Project for videos and simulations on how the wind-to-hydrogen system operates.http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/water_electrolysis_group.html

 

 


 

Incarcatoare bazate pe pila de combustie.

 

Schema de principiu a unui autoturism cu pila de combustie.

 

Autobus echipat cu pila de combustie, SUA 2011.

 

In acest moment in Romania nu exista, inca, aplicatii fezabile in domeniul utilizarii la scara larga a celulei de combustie. Compania noastra se va implica in promovarea acestui sistem de indata de va fi posibila implementarea lui comerciala in Romania. Domeniul de aplicare pe care il vizam va fi, bine-inteles, domeniul legat de producera energiei necesare cladirilor cu caracter rezidential si/sau public precum si industrial.