Küresel ısınmayı durdurma mücadelesinde ulaşım ve otomotiv endüstrisi ana oyunculardan ikisi olacak. Bu nedenle küresel otomobil üreticileri, satışları güvence altına alacağı için gelecek için en temiz, en verimli ve en uygun maliyetli seçeneği bulmaya çalışıyor.
Mevcut kazanan, ağırlıklı olarak lityum iyon pillerle çalışan pille çalışan elektrikli araçlardır (EV'ler). Bununla birlikte, pillerin sınırlı bir ömür ve fiyat dahil olmak üzere birçok dezavantajı vardır. Bu sorunları çözmek için üreticiler alternatifler arıyor. Çekiş kazanmak için bir seçenek hidrojen yakıt hücreleri, ancak bunlar pillerden daha mı iyi? Sizin için doğru çözümü keşfetmek için okumaya devam edin!
İçindekiler
pil nedir?
Hidrojen yakıt hücresi nedir?
Piller ve hidrojen yakıt hücreleri: Farklar
Piller ve hidrojen yakıt hücreleri: Hangisi daha iyi?
Sonuç
pil nedir?
Pil, enerjiyi depolayabilen ve gerektiğinde kimyasal enerjiyi elektriğe dönüştürerek deşarj edebilen bir cihazdır. Elektriğin boşaltılması, bir veya daha fazla elektrokimyasal hücrede kimyasal reaksiyon yoluyla sağlanır. Bu, daha fazla hücreye sahip pillerin daha yüksek bir elektrik gücü deşarjı sağlayabileceği anlamına gelir.
Elektrokimyasal hücreler nasıl elektrik üretir?
- Elektrokimyasal hücrelerin gözenekli bir köprü ile birbirine bağlanan iki terminali (elektrotları) vardır.
- Elektrotlar, elektrolit olarak bilinen kimyasalı içeren bu gözenekli köprüden birbirleri arasında bir elektrik yükü (elektronlar) geçirirler.
- Negatif elektrot/terminalden (anot) elektron kaybı ve bunların elektrolit yoluyla pozitif elektrot/terminale (katot) geçmesi, bir taraftan diğerine yük veya voltajda bir fark olduğu anlamına gelir. bir elektrik akışı.
Piller şarj edilebilir veya tek kullanımlık olabilir ve birçok farklı malzemeden yapılabilir. En yaygın malzemelerden bazıları alkalin, lityum-iyon, lityum-polimer, nikel-metal hidrittir.
Elektrokimyasal hücrelerin sayısına bağlı olarak, piller farklı şekilde kullanılabilir - örneğin daha büyük piller elektrikli arabalara güç sağlayabilirken, daha küçük bir pil bir lambayı veya matkabı çalıştırmak için kullanılabilir.
Hidrojen yakıt hücresi nedir?
Hidrojen yakıt pilleri, piller gibi, bir anot, katot ve elektrolit gözenekli bir köprüye sahiptir. Bununla birlikte, hidrojen yakıt hücreleri kimyasal enerji kullanmak yerine oksijen ve hidrojen atomlarının reaksiyonu yoluyla elektrik üretir ve tek yan ürün su olduğundan, bunları enerji üretmek için kullanmak çevreyi kirletmez.
Hidrojen hücreleri nasıl elektrik üretir?
- Oksijen katoda veya pozitif terminale beslenirken, hidrojen anoda veya negatif terminale beslenir.
- Anotta, hidrojen atomları protonlara (pozitif yük) ve elektronlara (negatif yük) ayrılır.
- Protonlar elektrolit membran köprüsünden katoda doğru geçerken, elektronlar elektrik üretmek için farklı bir yol izliyor.
- Protonlar ve elektronlar katotta buluşurlar ve burada oksijenle birleşirler, böylece yan ürün olarak ısı ve su ile elektrik üretirler.
Hidrojen yakıt hücreleri temizdir, ancak yanma ve kimyasal pillerden daha az güçlüdür, bu nedenle makinelere, araçlara veya diğer elektronik parçalara güç sağlamak için yeterli elektrik üretmek için birçok hidrojen yakıtı bir araya getirilir.
Piller ve hidrojen yakıt hücreleri: Farklar
verim
Şu anda geleneksel piller, daha fazla güç sağladıkları için hidrojen yakıt hücrelerinden daha verimlidir. Bu, Tesla ve BYD gibi büyük EV üreticilerinin üretim süreçlerinde pil kullanmaya devam etmesinin ana nedenlerinden biridir. Ancak, yeterli yatırım ve araştırma ile bu değişebilir.
Düşük verimliliklerine rağmen hidrojen yakıt hücreleri, kamyonlar ve NASA roketleri dahil olmak üzere daha büyük araçlar için en iyi seçimdir. Bunun en büyük sebebi ağırlıktır.
Ağırlık ve boyut
Aküler ağırdır ve büyük, uzun menzilli kamyonlar veya diğer büyük araçlar için kullanıldığında, bu ek ağırlık faydalarından "ağır basabilir". Hidrojen yakıt hücreleri ise daha kompakt ve daha hafiftir - daha az kütlede daha fazla enerji sağlar. Bu, büyük araçlarda kullanıldıklarında ağırlığı azalttıkları ve böylece daha uzun bir sürüş mesafesine izin verdikleri anlamına gelir. Örnek vermek gerekirse, 800 kilometre menzilli bir kamyon, akü yerine hidrojen yakıt hücresi kullansaydı ağırlığını 2 ton azaltırdı.
Toksisite
Hidrojen yakıt hücreleri, yan ürün olarak yalnızca ısı ve su ürettikleri ve zehirli maddeler içermedikleri için daha temiz bir seçenektir. Öte yandan, pillerin atılması herkesin bildiği gibi zordur, sadece 5% lityum-iyon pillerin geri dönüştürülmesi. Piller, genellikle çöplüklerde toprağa sızan ve su kaynaklarını kirleten kobalt, nikel ve manganez dahil olmak üzere zehirli metal bileşenlere sahiptir. Ek olarak, yalnızca beş yıllık (veya tamamen boşalırsa veya boşalmazsa daha kısa) kullanım ömrünün kısa olması nedeniyle devam), hidrojen yakıt hücrelerinden daha fazla pil üretilmesi gerekecektir.
Şarj/yakıt ikmali altyapısı
Hidrojen yakıt hücrelerinin yeniden şarj edilmesi gerekmez, yalnızca yakıt ikmali yapılması gerekir. Bu, bir pili yeniden şarj etmek için saatlerce beklemek veya bittiğinde pili değiştirmek zorunda kalmak yerine kullanıcının yalnızca yakıt ikmali yapabileceği anlamına gelir - bu da 15 dakika sürer. Ek olarak, hidrojen yakıt hücreleri yalnızca hidrojen ve oksijen gerektirdiğinden, yakıt ikmali uygun maliyetlidir. Bununla birlikte, hidrojene her zaman kolayca erişilemediği için erişilebilirlikle ilgili bir sorun olmaya devam ediyor. Bu, artan altyapı ve yatırımla değişen bir şey olabilir.
Ücret
Piller ve hidrojen yakıtlarının maliyetleri yalnızca fiyata göre değil, aynı zamanda bakım maliyetleri, şarj/yakıt doldurma süreleri ve diğer benzer faktörlere göre de belirlenir. Bir pilin maliyeti, bakım ve/veya değiştirme maliyeti yüksek, şarj süresi ise uzundur. Öte yandan, hidrojen yakıt hücreleri, hızlı yakıt ikmali sürelerinin yanı sıra daha hafif olmaları ve uzun mesafeli sürüş için uygun olmaları nedeniyle oldukça uygun maliyetlidir. Bununla birlikte, bu hidrojen yakıtlarının oluşturulmasında yer alan platin gibi ham maddelerin maliyeti yüksektir.
Piller ve hidrojen yakıt hücreleri: Hangisi daha iyi?
Hidrojen yakıt hücreleri için altyapı eksikliği ve piller için inovasyon hala mümkün olduğundan, hangisinin şu anda daha iyi olduğu değil, hangisinin gelecekte daha iyi olacağı bir durum.
Şu anda hidrojen yakıtları, roketler, trenler, uçaklar, gemiler ve hatta bazı inşaat araçları gibi daha büyük araçlar için daha iyi bir seçenek olarak görülüyor. Bunun nedeni, daha hafif olmaları, uzun şarj süreleri gerektirmemeleri ve pillerden daha iyi dayanıklılığa sahip olmalarıdır. Hareketli parçaları olmadığı için çok sessizdirler ve bu da daha uzun yolculuklar için idealdir.
Bununla birlikte, nüfusun çoğunluğu tarafından kullanılan daha küçük araçlar için piller tercih edilen seçenek olmaya devam ediyor. Arabaların, motosikletlerin ve minibüslerin sürekli olarak uzun mesafeler kat etmesi beklenmez, bu da büyük pillere ihtiyaç duymadıkları anlamına gelir; bu da daha az ağırlık ve daha kısa şarj süreleri anlamına gelir. Ancak, hidrojen yollarda daha kolay bulunur hale geldikçe ve büyük otomobil üreticileri de dahil olmak üzere, bu durum değişmek üzere olabilir. Toyota, Hyundai ve Honda hidrojen yakıt hücreli arabalar geliştirmek.
Sonuç
Piller ve özellikle lityum-iyon piller, bugün EV üretiminde en üst sırayı koruyor, ancak yenilenemeyen minerallere olan güven, bu güç kaynağının kaçınılmaz sonunu getiriyor. Hidrojen yakıt hücresi teknolojisi, hala geliştirilme aşamasında olmasına ve şu anda lityum iyon pillerden daha pahalı olmasına rağmen, temiz, esnek ve enerji verimliliği yüksek.
Bu nitelikler sayesinde, küresel hükümetlerin fosil yakıtlara bağımlılığı azaltma ve emisyonları azaltma hedeflerinin yanı sıra, yakın gelecekte hidrojen yakıt hücreli araçların pille çalışan EV'lerin yerini alması bekleniyor. Yatırımdaki artışlar ve teknolojideki ilerlemeler, hidrojen yakıt hücrelerinden daha yüksek verimlilik anlamına gelecek ve bu da tahmin edilen değerlemenin 131 milyar ABD doları 2023 yılına kadar, yalnızca 1.9'de 2021 milyar ABD doları.
B2B e-ticaret gibi siteler Chovm.com, hem pil hem de hidrojen yakıt hücresi üreticileriyle küresel alım satım hizmetleri sunuyor.
