10 สิ่งที่คุณควรรู้เกี่ยวกับเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน

ไฮโดรเจน ซึ่งเป็นธาตุที่ง่ายที่สุดแต่มีมากที่สุดในจักรวาล มีความหลากหลายอย่างเหลือเชื่อ และเพิ่งถูกนำมาใช้งานล่าสุด เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ผ่านกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าที่รวมไฮโดรเจนและออกซิเจนเข้าด้วยกันเพื่อผลิตน้ำและก๊าซ เซลล์เหล่านี้อาจสามารถแก้ไขปัญหาด้านพลังงานที่เร่งด่วนที่สุดบางส่วนได้ แม้ว่าการถกเถียงเกี่ยวกับข้อดีและข้อเสียของเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนจะยังคงดำเนินต่อไป แต่ก็ไม่มีใครโต้แย้งว่าไฮโดรเจนเป็นทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งสามารถให้พลังงานความหนาแน่นสูงแก่โรงงานอุตสาหกรรมและรูปแบบการขนส่งต่างๆ ได้

ที่นี่เราจะเจาะลึกว่าเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนจะเข้ามาเปลี่ยนแปลงอนาคตของการใช้พลังงานได้อย่างไร และธุรกิจจะได้รับประโยชน์จากวิวัฒนาการนี้อย่างไร

สารบัญ
ตลาดเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนโลก
ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้พลังงานไฮโดรเจน
สรุป

ตลาดเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนโลก

ตลาดเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนทั่วโลกมีมูลค่า คาดการณ์ไว้ที่ 6.6 พันล้านเหรียญสหรัฐในปี 2021และบริษัทเซลล์เชื้อเพลิงจะยังคงทำงานต่อไปเพื่อผลิตเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนให้มีน้ำหนักเบากว่า ราคาผลิตถูกกว่า และต้องการชิ้นส่วนน้อยลง

ดังนั้น คาดว่าตลาดนี้จะมีมูลค่า 19.5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐภายในปี 2027 และบันทึก CAGR ที่ 21% ระหว่างปี 2022 และ 2027 ความต้องการพลังงานสะอาดในบางภูมิภาค โดยเฉพาะเอเชียแปซิฟิก เป็นตัวกระตุ้นการเติบโตของตลาดเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน โดยญี่ปุ่นครองส่วนแบ่งการขยายตัวของภาคส่วนนี้ผ่านการใช้งานที่หลากหลาย ประเทศอื่นๆ ที่การเติบโตในอนาคตดูเหมือนจะหลีกเลี่ยงไม่ได้ ได้แก่ จีน เยอรมนี และเกาหลี

ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้พลังงานไฮโดรเจน

นี่คือ 10 ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับ เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ที่ทำให้แตกต่างจากระบบจัดเก็บเชื้อเพลิงอื่น ๆ:

เซลล์เชื้อเพลิงเป็นแหล่งพลังงานสะอาด

เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน เป็นแหล่งพลังงานสะอาดที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเพียงเล็กน้อย ไม่มีการเผาเชื้อเพลิงในการจัดเก็บ และผลพลอยได้มีเพียงความร้อนและน้ำเท่านั้น นอกจากนี้ ต่างจากพลังงานน้ำหรือเชื้อเพลิงชีวภาพ ไม่จำเป็นต้องมีพื้นที่ดินจำนวนมากในการผลิตไฮโดรเจน

NASA กำลังดำเนินการใช้ไฮโดรเจนเป็นทรัพยากร โดยน้ำที่ได้เป็นผลพลอยได้จะถูกนำไปใช้เป็นน้ำดื่มสำหรับนักบินอวกาศ ข้อเท็จจริงนี้แสดงให้เห็นว่า เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน เป็นทรัพยากรที่ไม่เป็นพิษ จึงดีกว่าถ่านหิน พลังงานนิวเคลียร์ หรือก๊าซธรรมชาติ

เซลล์ไฮโดรเจนมีมลพิษทางเสียงและภาพเพียงเล็กน้อย

เช่นเดียวกับแหล่งพลังงานอื่น ๆ เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ไม่ก่อให้เกิดเสียงดังมากเกินไป แม้แต่ยานยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจนก็ยังส่งเสียงน้อยกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบธรรมดา เครื่องยนต์ยานยนต์แบบเดิมเกี่ยวข้องกับการระเบิดและชิ้นส่วนกลไกที่เคลื่อนไหว ในขณะที่กระบวนการทางเคมีไฟฟ้าในเซลล์เชื้อเพลิงจะเงียบและก่อให้เกิดเสียงกลไกเพียงเล็กน้อย นี่คือเหตุผลหนึ่งว่าทำไม มันคือการประมาณ ว่าภายในปี 20 ยานพาหนะทั่วโลกประมาณ 2030% จะใช้พลังงานจากเซลล์เชื้อเพลิง

การออกแบบเซลล์เชื้อเพลิงที่เรียบง่ายช่วยลดความจำเป็นในการใช้ส่วนประกอบเชิงกลที่ซับซ้อนซึ่งอาจก่อให้เกิดมลภาวะทางสายตา การออกแบบที่คล่องตัวของ เซลล์ไฮโดรเจน เพิ่มความเข้ากันได้ทางภาพผ่านแอปพลิเคชันต่างๆ

เซลล์เชื้อเพลิงมีความอเนกประสงค์

ความเก่งกาจของ เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ยังเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้มีการนำไปใช้งานเพิ่มมากขึ้น การใช้งานมีตั้งแต่การจ่ายไฟให้ยานพาหนะและอาคารไปจนถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพาและโครงสร้างจ่ายไฟสำรอง

เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนกำลังถูกสำรวจสำหรับอุตสาหกรรมการเดินเรือและอวกาศ แนวโน้มในการใช้ระบบขับเคลื่อนที่ใช้ไฮโดรเจนนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อลดการปล่อยมลพิษและสร้างผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมให้น้อยที่สุด

เซลล์พลังงานไฮโดรเจนมีเวลาชาร์จเร็ว

ล่าสุด การออกแบบเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ช่วยลดเวลาในการชาร์จได้อย่างมาก โดยการใช้คอยล์ทรงกระบอกครึ่งตัวเป็นตัวแลกเปลี่ยนความร้อนภายใน ซึ่งจะทำให้เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนแข็งเย็นลงเร็วขึ้น ซึ่งจะช่วยให้ชาร์จได้เร็วขึ้น

วิธีการนี้ช่วยลดเวลาในการชาร์จไฮโดรเจนได้ถึง 59% เมื่อเทียบกับการใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบคอยล์เกลียวธรรมดา

เซลล์เชื้อเพลิงมีอายุการใช้งานยาวนาน

อายุการใช้งานที่แน่นอนของ เซลล์เชื้อเพลิง เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนนั้นขึ้นอยู่กับการใช้งาน เนื่องจากแบตเตอรี่จะหมดพลังงานในอัตราที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการใช้งาน ตัวอย่างเช่น รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสามารถเดินทางได้โดยเฉลี่ย 312 และ 380 ไมล์ก่อนจะเติมเชื้อเพลิงใหม่ กองเชื้อเพลิงในเซลล์ได้รับการออกแบบมาให้ใช้งานได้ตลอดอายุการใช้งาน ประมาณ 150,000 ถึง 200,000 ไมล์ เมื่ออายุการใช้งานสิ้นสุดลง เซลล์เชื้อเพลิงก็สามารถถอดประกอบและรีไซเคิลส่วนประกอบต่างๆ ได้

ระยะเวลาดังกล่าวนานกว่าที่รถยนต์ไฟฟ้า (EV) จะให้ได้ อุณหภูมิภายนอกไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของเซลล์เชื้อเพลิง และไม่เสื่อมสภาพในสภาพอากาศหนาวเย็นเหมือนเมื่อใช้ในรถยนต์ไฟฟ้า คุณสมบัติของเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนนี้จะยิ่งเพิ่มขึ้นเมื่อรวมกับเวลาในการชาร์จที่รวดเร็ว

เซลล์พลังงานไฮโดรเจนมีประสิทธิภาพมากขึ้น

เซลล์เชื้อเพลิง เป็นแหล่งพลังงานที่มีความหนาแน่นสูงซึ่งมีประสิทธิภาพในการใช้พลังงานที่ยอดเยี่ยม โดยทั่วไปแล้ว ไฮโดรเจนจะมีปริมาณพลังงานสูงสุดเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงทั่วไปในแง่ของน้ำหนัก ไฮโดรเจนเหลวและก๊าซแรงดันสูงจะมีความหนาแน่นของพลังงานตามน้ำหนักมากกว่า LNG และดีเซลถึงสามเท่า และมีพลังงานตามปริมาตรที่ใกล้เคียงกับก๊าซธรรมชาติ

ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงช่วยให้ผลิตพลังงานได้มากขึ้นต่อน้ำหนักเชื้อเพลิงหนึ่งปอนด์ ตัวอย่างเช่น โรงไฟฟ้าที่ใช้การเผาไหม้แบบดั้งเดิมผลิตไฟฟ้าได้ประสิทธิภาพ 33-35% เมื่อเทียบกับเซลล์เชื้อเพลิงอื่นๆ ที่ 65% เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นกับยานพาหนะ เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ใช้พลังงาน 40-60% พร้อมลดการใช้น้ำมันได้ 50%

เทคโนโลยีเซลล์ไฮโดรเจนเหมาะสำหรับชุมชนชนบท

โรงไฟฟ้าในหลายประเทศตั้งอยู่ห่างจากใจกลางเมืองมาก จึงจำเป็นต้องมีเครือข่ายการจ่ายไฟเพื่อให้แน่ใจว่าไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังผู้บริโภคอย่างสม่ำเสมอ นอกจากนี้ ยังจำเป็นต้องมีวิธีแก้ปัญหาที่เป็นรูปธรรมเพื่อจ่ายไฟให้กับชุมชนชนบท นักวิจัยได้เปิดเผยว่าการขยายพลังงานไปยังพื้นที่ดังกล่าวไม่สามารถทำได้ทั้งทางเศรษฐกิจและทางเทคนิค

ความเรียบง่ายและประสิทธิภาพของ เซลล์เชื้อเพลิง ทำให้เป็นแหล่งพลังงานที่เหมาะสมสำหรับพื้นที่ชนบท การทำงานของเครื่องไม่ขึ้นอยู่กับชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวใดๆ และมีอายุการใช้งานยาวนานถึง 40,000 ชั่วโมง นอกจากนี้ เครื่องเหล่านี้ยังสามารถวางซ้อนกันเพื่อให้ตรงกับความต้องการด้านพลังงานที่แตกต่างกัน

การใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าเซลล์เชื้อเพลิงสร้างความร้อนและพลังงานในเวลาเดียวกัน ทำให้ทั้งสองอย่างสามารถนำไปใช้เพื่อจุดประสงค์ที่แตกต่างกันได้ ตัวอย่างเช่น ความร้อนสามารถถูกสกัดออกมาเพื่อใช้ในอุปกรณ์ระบายอากาศและปรับอากาศ (HVAC) ตัวอย่างเช่น ในแอฟริกาใต้ พลังงาน 13% ถูกใช้สำหรับการทำความร้อนในพื้นที่ ในขณะที่ 32% ถูกใช้สำหรับน้ำร้อน

เซลล์เชื้อเพลิงสามารถทำงานเป็นพลังงานสำรองได้

เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนกลายเป็นเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มดีสำหรับการนำไปใช้ในแอปพลิเคชันพลังงานสำรอง พลังงานสำรองหมายถึงการใช้แหล่งพลังงานสำรองเพื่อจ่ายไฟในกรณีที่ไฟฟ้าดับกะทันหัน ซึ่งถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับโครงสร้างพื้นฐาน เช่น ศูนย์ข้อมูล โรงพยาบาล และเครือข่ายโทรคมนาคม เซลล์พลังงานไฮโดรเจน จัดหาพลังงานที่เชื่อถือได้สำหรับโครงสร้างพื้นฐานดังกล่าว โดยมีเวลาทำงานสูงและความต้องการการบำรุงรักษาต่ำ องค์กรต่างๆ ทั่วโลกจำนวนมากกำลังนำเซลล์เชื้อเพลิงมาใช้เพื่อให้ได้รับประโยชน์สูงสุด

เซลล์ไฮโดรเจนพกพาได้

พลังงานแบบพกพาเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับบุคคลและองค์กรที่ทำงานในหลายสาขา และการพึ่งพาโครงสร้างพลังงานขนาดใหญ่ในปริมาณมากอาจทำให้เกิดข้อจำกัดในแง่ของการเคลื่อนย้าย โชคดีที่ เซลล์เชื้อเพลิง ได้กลายมาเป็นโซลูชันสำหรับความต้องการเหล่านี้ ระบบเชื้อเพลิงแบบพกพามีน้ำหนักน้อยกว่า 10 กิโลกรัมและให้พลังงานต่ำกว่า 5 กิโลวัตต์

ที่มีขนาดเล็ก เซลล์เชื้อเพลิงขนาดเล็ก สามารถใช้เป็นพลังงานให้กับโทรศัพท์มือถือและแล็ปท็อปได้ และมีประโยชน์ในด้านการลดน้ำหนักและความหนาแน่นของพลังงานเมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ในทางกลับกัน พลังงานแบบพกพาขนาดใหญ่มีแนวโน้มว่าจะนำไปใช้งานในระยะไกล เช่น สถานีตรวจอากาศ

เซลล์เชื้อเพลิงสามารถทำให้พลังงานเป็นประชาธิปไตยได้

การพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลมากเกินไปเพื่อผลิตพลังงานทำให้ระบบพลังงานหมดแรงและก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม เซลล์เชื้อเพลิง อนุญาตให้มีการผลิตพลังงานแบบกระจายซึ่งช่วยให้ชุมชนและหน่วยงานขนาดเล็กสามารถผลิตพลังงานได้มากขึ้น นอกจากนี้ การลดการพึ่งพาโครงข่ายไฟฟ้าส่วนกลางยังช่วยให้บุคคลและชุมชนท้องถิ่นสามารถควบคุมพลังงานได้มากขึ้น ซึ่งช่วยลดโอกาสที่ราคาเชื้อเพลิงฟอสซิลจะพุ่งสูงขึ้นในช่วงที่สต็อกพลังงานไม่เพียงพอ

การผลิตพลังงานแบบกระจายอำนาจด้วยเชื้อเพลิงฟอสซิลช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นในระหว่างที่ระบบไฟฟ้าขัดข้องหรือเกิดภัยธรรมชาติ และการผลิตพลังงานในพื้นที่หมายความว่าสิ่งอำนวยความสะดวกและบริการที่สำคัญยังคงทำงานได้แม้ว่าระบบไฟฟ้าส่วนกลางจะหยุดชะงักก็ตาม

สรุป

การวิจัยอย่างต่อเนื่องมุ่งเน้นไปที่การระบุและพัฒนาเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อลดต้นทุนและขยายอายุการใช้งานของส่วนประกอบของชุดเซลล์เชื้อเพลิง เช่น ตัวเร่งปฏิกิริยา เมมเบรน แผ่นไบโพลาร์ และชุดอิเล็กโทรดเมมเบรน กระบวนการผลิตปริมาณมากและต้นทุนต่ำจะทำให้โครงสร้างเซลล์เชื้อเพลิงสามารถแข่งขันด้านต้นทุนได้เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีแบบเดิม

เซลล์เชื้อเพลิงที่ได้รับการปรับปรุงประเภทนี้ช่วยให้ชุมชนและอุตสาหกรรมที่ต้องการพลังงานสามารถผลิตไฟฟ้าได้มากขึ้น เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น เราก็มีแนวโน้มที่จะนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในภาคส่วนต่างๆ ของสังคมมากยิ่งขึ้น

หากคุณกำลังมองหาแหล่งเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงล่าสุด ลองดูตัวเลือกนับพันรายการจากซัพพลายเออร์ที่เชื่อถือได้บน Chovm.com.