10 Perkara Yang Perlu Diketahui Mengenai Sel Bahan Api Hidrogen

Hidrogen, unsur yang paling mudah tetapi paling banyak di alam semesta, adalah sangat serba boleh, dan terkini telah digunakan dalam sel bahan bakar hidrogen melalui proses elektrokimia yang menggabungkan hidrogen dan oksigen untuk menghasilkan air dan gas. Sel-sel ini berpotensi menyelesaikan beberapa masalah berkaitan tenaga yang paling mendesak. Walaupun perdebatan berterusan tentang kebaikan dan keburukan sel bahan api hidrogen, tidak dipertikaikan bahawa hidrogen adalah alternatif mesra alam kepada bahan api fosil yang boleh memberikan kuasa berketumpatan tinggi untuk banyak loji industri dan mod pengangkutan.

Di sini, kita akan menyelami cara sel bahan api hidrogen berupaya mengubah masa depan penggunaan kuasa dan cara perniagaan mendapat manfaat daripada evolusi ini.

Jadual Kandungan
Pasaran global untuk sel bahan api hidrogen
Fakta mengenai sel bahan api berkuasa hidrogen
Kesimpulan

Pasaran global untuk sel bahan api hidrogen

Pasaran global untuk sel bahan api hidrogen bernilai dianggarkan USD 6.6 bilion pada 2021, dan syarikat sel bahan api untuk terus berusaha menjadikan sel bahan api hidrogen lebih ringan, lebih murah untuk dihasilkan dan memerlukan lebih sedikit bahagian.

Oleh itu, pasaran dijangka bernilai USD 19.5 bilion menjelang 2027 dan merekodkan CAGR sebanyak 21% antara 2022 dan 2027. Permintaan untuk tenaga bersih di kawasan tertentu, khususnya Asia Pasifik, terus memacu pertumbuhan pasaran sel bahan api hidrogen, dengan Jepun mendominasi pengembangan sektor itu melalui pelbagai aplikasi. Negara lain yang pertumbuhan masa depan kelihatan tidak dapat dielakkan termasuk China, Jerman dan Korea.

Fakta mengenai sel bahan api berkuasa hidrogen

Berikut adalah 10 fakta tentang sel bahan bakar hidrogen yang membezakannya daripada sistem penyimpanan bahan api lain:

Sel bahan api adalah sumber tenaga bersih

Sel bahan bakar hidrogen berdiri sebagai sumber tenaga bersih dengan sedikit kesan alam sekitar. Tiada pembakaran terlibat dalam penyimpanan, dan hasil sampingan hanyalah haba dan air. Di samping itu, tidak seperti kuasa hidro atau biofuel, tidak perlu kawasan tanah yang luas untuk menghasilkan hidrogen.

NASA juga sedang berusaha untuk menggunakan hidrogen sebagai sumber, dengan air yang dihasilkan sebagai produk sampingan digunakan sebagai air minuman untuk angkasawan. Fakta ini menunjukkan bagaimana sel bahan bakar hidrogen adalah sumber bukan toksik, menjadikannya lebih baik daripada arang batu, kuasa nuklear atau gas asli.

Sel hidrogen mempunyai sedikit pencemaran bunyi atau visual

Seperti sumber tenaga lain, sel bahan bakar hidrogen jangan menghasilkan bunyi yang berlebihan. Malah kenderaan berkuasa hidrogen menghasilkan bunyi yang kurang daripada yang menggunakan enjin pembakaran dalaman konvensional. Enjin kenderaan tradisional melibatkan letupan dan bahagian mekanikal yang bergerak, manakala proses elektrokimia dalam sel bahan api senyap dan menghasilkan bunyi mekanikal yang minimum. Ini adalah salah satu sebab mengapa ia dianggarkan bahawa kira-kira 20% daripada kenderaan di seluruh dunia akan dikuasakan oleh sel bahan api menjelang 2030.

Reka bentuk mudah sel bahan api mengurangkan keperluan untuk komponen mekanikal kompleks yang boleh menyumbang kepada pencemaran visual. Reka bentuk yang diperkemas sel hidrogen meningkatkan keserasian visual mereka melalui beberapa aplikasi.

Sel bahan api adalah serba boleh

Kepelbagaian daripada sel bahan bakar hidrogen juga merupakan faktor utama dalam penerimaan mereka yang semakin meningkat. Aplikasi mereka terdiri daripada kuasa kenderaan dan bangunan kepada alat elektronik mudah alih dan struktur kuasa ganti.

Sel bahan api hidrogen juga sedang diterokai untuk industri maritim dan aeroangkasa. Kecenderungan ke arah pendorongan berasaskan hidrogen ini bertujuan untuk mengurangkan pelepasan dan mewujudkan kesan alam sekitar yang minimum.

Sel berkuasa hidrogen mempunyai masa pengecasan yang cepat

Yang terbaru reka bentuk sel bahan api hidrogen telah mengurangkan masa pengecasan dengan ketara. Ini telah dicapai dengan menggunakan gegelung separa silinder sebagai penukar haba dalaman, menyejukkan sel bahan api hidrogen pepejal dengan lebih cepat, yang seterusnya membantu ia mengecas lebih cepat.

Melalui kaedah ini, masa pengecasan hidrogen dipotong sebanyak 59% berbanding semasa menggunakan penukar haba gegelung heliks konvensional.

Sel bahan api menawarkan tempoh penggunaan yang lama

Jangka hayat yang tepat bagi a sel bahan api bergantung pada penggunaannya kerana bateri habis pada kadar yang berbeza mengikut aplikasinya. Sebagai contoh, kenderaan sel bahan api hidrogen boleh bergerak secara purata 312 dan 380 batu sebelum mengisi bahan api. Susunan bahan api dalam sel direka untuk kegunaan seumur hidup, sekitar 150,000 hingga 200,000 batu. Apabila jangka hayat tamat, sel bahan api boleh dibongkar, dan komponen boleh dikitar semula.

Tempoh ini lebih daripada apa yang ditawarkan oleh kenderaan elektrik (EV). Suhu luar tidak menjejaskan kecekapan sel bahan api. Ia tidak merosot dalam cuaca sejuk seperti apabila digunakan dalam EV. Kelebihan sel bahan api hidrogen ini diperkuatkan apabila digabungkan dengan masa pengecasan pantasnya.

Sel kuasa hidrogen lebih berkuasa

Sel bahan api adalah sumber tenaga berketumpatan tinggi dengan kecekapan tenaga yang sangat baik. Secara amnya, hidrogen mempunyai kandungan tenaga tertinggi daripada mana-mana bahan api biasa dari segi berat. Hidrogen cecair dan gas tekanan tinggi mempunyai tiga kali ganda ketumpatan tenaga gravimetrik LNG dan diesel, dan tenaga isipadu yang serupa dengan gas asli.

Kecekapan bahan api membolehkan pengeluaran lebih banyak tenaga bagi setiap paun bahan api. Sebagai contoh, loji kuasa pembakaran tradisional menghasilkan tenaga elektrik pada kecekapan 33-35% berbanding dengan 65% sel bahan api lain. Perkara yang sama berlaku dengan kenderaan, di mana sel bahan bakar hidrogen gunakan 40-60% tenaga sambil menawarkan potongan 50% dalam penggunaan bahan api.

Teknologi sel hidrogen sesuai untuk masyarakat luar bandar

Loji tenaga di banyak negara terletak jauh dari pusat bandar, dan rangkaian pengedaran diperlukan untuk memastikan kuasa dihantar secara berterusan kepada pengguna. Begitu juga, penyelesaian konkrit diperlukan untuk menyediakan kuasa kepada masyarakat luar bandar. Penyelidik telah mendedahkan bahawa memperluaskan kuasa ke kawasan tersebut adalah tidak dapat dilaksanakan dari segi ekonomi dan teknikal.

Kesederhanaan dan keberkesanan sel bahan api menjadikannya sumber tenaga yang sesuai untuk kawasan luar bandar. Fungsinya adalah bebas daripada mana-mana bahagian yang bergerak dan mempunyai jangka hayat yang panjang, yang boleh sehingga 40,000j. Selain itu, ini boleh disusun untuk memadankan keperluan kuasa yang berbeza.

Mengambil kesempatan daripada fakta bahawa sel bahan api menjana haba dan kuasa secara serentak, kedua-duanya boleh digunakan untuk tujuan yang berbeza. Sebagai contoh, haba boleh diekstrak dan digunakan untuk peralatan pengudaraan haba dan penghawa dingin (HVAC). Sebagai contoh, di Afrika Selatan, 13% daripada tenaga digunakan untuk pemanasan ruang manakala 32% digunakan untuk air panas.

Sel bahan api boleh berfungsi sebagai kuasa sandaran

Sel bahan api hidrogen telah menjadi teknologi yang menjanjikan untuk digunakan dalam aplikasi kuasa sandaran. Kuasa sandaran merujuk kepada penggunaan sumber kuasa sekunder untuk menyediakan kuasa sekiranya berlaku gangguan elektrik secara tiba-tiba. Ini penting untuk infrastruktur seperti pusat data, hospital dan rangkaian telekomunikasi. Sel kuasa hidrogen menyediakan kuasa yang boleh dipercayai untuk infrastruktur sedemikian, dengan masa operasi yang tinggi dan keperluan penyelenggaraan yang rendah. Banyak organisasi di seluruh dunia menggunakan sel bahan api untuk memanfaatkan sepenuhnya faedah mereka.

Sel hidrogen adalah mudah alih

Kuasa mudah alih adalah satu kemestian bagi individu dan organisasi yang bekerja dalam banyak bidang, dan pergantungan yang tinggi pada struktur kuasa yang besar boleh menyebabkan sekatan dari segi pergerakan. Nasib baik, sel bahan api telah muncul sebagai penyelesaian untuk keperluan ini. Sistem bahan api mudah alih mempunyai berat kurang daripada 10kg dan memberikan kuasa di bawah 5kW.

Kecil sel bahan api mikro boleh digunakan untuk menghidupkan telefon mudah alih dan komputer riba dan mempunyai faedah yang berkaitan dengan pengurangan berat dan ketumpatan tenaga jika dibandingkan dengan bateri litium-ion. Sebaliknya, kuasa mudah alih berskala besar menunjukkan janji untuk aplikasi jauh secara geografi seperti stesen cuaca.

Sel bahan api boleh mendemokrasikan kuasa

Pergantungan yang berlebihan kepada bahan api fosil untuk menghasilkan kuasa meletihkan sistem tenaga dan mencemarkan alam sekitar. Sel bahan api membenarkan pengeluaran tenaga teragih yang membantu komuniti dan entiti yang lebih kecil untuk menjana lebih banyak kuasa. Di samping itu, penurunan pergantungan pada grid kuasa berpusat boleh memberi individu dan komuniti tempatan lebih kawalan, membantu mengurangkan peluang harga bahan api fosil melonjak pada masa-masa stok menjadi berkurangan.

Penjanaan kuasa terdesentralisasi dengan bahan api fosil meningkatkan daya tahan semasa kegagalan grid atau bencana alam, dan pengeluaran kuasa setempat bermakna kemudahan dan perkhidmatan kritikal boleh terus berfungsi walaupun grid terpusat terganggu.

Kesimpulan

Penyelidikan yang berterusan memfokuskan pada mengenal pasti dan membangunkan teknologi sel bahan api untuk mengurangkan kos dan mengembangkan jangka hayat komponen tindanan sel bahan api seperti pemangkin, membran, plat bipolar dan pemasangan elektrod membran. Proses pembuatan volum tinggi dan kos rendah juga akan menjadikan struktur sel bahan api berdaya saing kos dengan teknologi konvensional.

Jenis sel bahan api yang dipertingkatkan ini semakin membantu untuk menggerakkan komuniti dan dalam industri yang memerlukan tenaga. Apabila teknologi bertambah baik, kami berkemungkinan melihat ia dimanfaatkan merentasi lebih banyak sektor masyarakat.

Jika anda ingin mendapatkan sumber teknologi sel bahan api terkini, semak imbas beribu-ribu pilihan daripada pembekal yang dipercayai Chovm.com.