Rudolf Cole
0 
1113
34
Ați văzut vreodată un Ecobus? Consultați aceste poze cu combustibil alternativ pentru a afla mai multe. iStockphoto / Thinkstock Pe măsură ce cererile noastre de energie cresc, la fel și dependența noastră de combustibilii fosili. Cu toate acestea, teama de a epuiza resursele și o dependență crescută de petrolul străin a aruncat lumina reflectoarelor asupra surselor alternative de energie, cum ar fi celulele de combustibil. În loc să ardă combustibil, funcționează generând electricitate printr-o reacție chimică. O celulă de combustibil folosește un electrod pozitiv (catodul) și un electrod negativ (anodul) cu un electrolit între ele pentru conducerea particulelor încărcate. Oamenii de știință au știut despre celulele de combustibil de mai bine de un secol, iar NASA le-a folosit de fapt în anii 1960 pe nava spațială Apollo, și mai târziu pe naveta spațială.
Unul dintre cele mai eficiente tipuri de celule de combustibil este celula de combustibil cu oxid solid (SOFC). Într-un SOFC, oxigenul este trimis prin catod, eliberând ioni de oxigen încărcați negativ, care trec prin electrolit de la catod la anod. La anod, ionii întâlnesc un gaz combustibil și reacționează, eliberând electroni (precum și apă, dioxid de carbon și căldură). Aceasta creează un curent de energie electrică utilizabilă. Mai multe pilule de combustibil sunt reunite într-o serie cunoscută sub numele de stivă.
Nu numai că SOFC-urile produc mai puține emisii, ci sunt de aproximativ de două-trei ori mai eficiente decât metodele de ardere internă. Un avantaj pe care SOFC-urile îl au asupra pilelor de hidrogen este flexibilitatea combustibilului - SOFC-urile pot funcționa pe o varietate de combustibili, inclusiv hidrogen și biocombustibili. De asemenea, folosesc materiale ceramice mai ieftine decât metale prețioase, spre deosebire de alte pilule de combustibil. De asemenea, nu se bazează pe reutilizarea căldurii irosite (numite scheme combinate de căldură și energie electrică). Datorită acestor numeroase avantaje, SOFC-urile s-au dovedit deja utile pentru încălzirea clădirilor.
Cu toate acestea, numeroase constrângeri și-au limitat aplicabilitatea pe scară largă în lucruri precum mașinile. Anume, SOFC-urile sunt foarte mari și foarte fierbinți. Temperatura ridicată permite eficiențe mai mari, dar prezintă și probleme de inginerie. SOFC-urile tipice care au fost pe piață, cum ar fi Bloom Energy Server (cunoscut sub numele de Bloom Box), utilizează electroliți groși în celulele de combustibil pentru a adăuga suport structural. Dar acest lucru provoacă mai multă rezistență electrică care trebuie depășită de temperaturi ridicate.
În 2011, însă, cercetătorii de la Universitatea din Maryland au anunțat evoluții folosind un design nou și diferite materiale pentru electrolit care permit o dimensiune mult mai mică. De asemenea, cercetătorii au redus cu succes temperatura de operare semnificativ la 650 de grade Celsius (1202 grade Fahrenheit), în scădere de la 900 de grade Celsius (1652 de grade Fahrenheit). Aceasta scade costurile materialelor izolante, necesare pentru reducerea timpului în care sistemul trebuie încălzit.
Deși celulele cu combustibil pe bază de hidrogen au câștigat multă atenție media ca viitorul mașinilor cu energie alternativă, mulți cred că SOFC-urile dețin cel mai mult potențial de transport. De exemplu, chiar dacă evoluțiile continuă să facă SOFC-urile mai practice pentru utilizare în vehicule, am putea vedea mașini care combină bateria mașinii electrice cu tehnologia SOFC.