Zoekopdrachten

Hoe brandstofcellen werken

Hoe brandstofcellen werken


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Wanneer elektriciteit wordt opgewekt uit fossiele brandstoffenwordt thermische energie gebruikt om stoom te produceren. Stoom drijft een turbine aan die is aangesloten op een generator. In het proces van verbranding, niet alle geproduceerde energie wordt omgezet in nuttig werk (turbineaandrijving), de energie in de chemische bindingen van de brandstof het wordt verspild omdat het in de vorm van warmte in de omgeving verdwijnt. De brandstofcellen ze willen dat afval oplossen.

Een veel efficiëntere manier om elektriciteit produceren dit zou het geval zijn als de bindende elektronen zouden worden gebruikt om direct te produceren elektriciteit, het transformatieproces overslaan dat de productie van stoom, de werking van de turbine en generator ziet. Dit is wat er gebeurt in brandstofcellenwordt de chemische energie van de bindingen direct omgezet in elektriciteit.

Als er bij conventioneel gebruik van fossiele brandstoffen een efficiëntie is van 20-25%, is de brandstofcellen hebben een efficiëntie van meer dan 60%. De werking van een brandstofcel vergelijkbaar is met die van een batterij, het belangrijkste verschil zit hem in de regenten: de brandstof van de brandstofcellen het wordt extern gevoed, waardoor een continue werking is gegarandeerd.

Wat betreft de batterijen van onze mobiele telefoons, zelfs de structuur van één brandstofcel kan worden onderverdeeld in twee afdelingen waar oxidatie en reductie plaatsvinden: in één compartiment verliest een element elektronen (oxidatie) en aan de andere kant verwerft een andere chemische soort elektronen (vermindering). De twee compartimenten zijn gekoppeld om een spontane elektronische stroomdus gaan de elektronen van waar de oxidatie plaatsvond naar het reductiecompartiment. De stroom gaat door een metalen geleider en, zoals elke spontane stroom in een electronisch circuit, vormt elektriciteit.

De elektronen het zijn negatieve ladingen die in evenwicht moeten worden gebracht De twee compartimenten zijn door één gescheiden permeabel membraan alleen naar de protonen (positieve ladingen) die van de anode naar de kathode zullen stromen om de netto stroom van negatieve ladingen in evenwicht te brengen.

De oxidatie van a brandstof ziet elektronen naar het andere compartiment stromen waar ze reageren met een oxidatiemiddel, meestal zuurstof. De oxidatie van de brandstof produceert positieve ionen (de brandstof verliest elektronen en blijft met een positieve netto lading), het zijn deze positieve ionen die de lading in evenwicht houden.

Waarom gaat er geen energie verloren door warmte?
De brandstof en het oxidatiemiddel bevinden zich in verschillende compartimenten en komen nooit direct met elkaar in contact, er is geen verbranding maar alleen een netto reactie die de oxidatie van de brandstof en het verbruik van het oxidatiemiddel (zuurstof) ziet. In electronisch circuitwordt de energie van de reactie direct omgezet in elektriciteit.

Bestaan waterstof brandstofcellen maar ook methaan of andere koolwaterstoffen. De brandstofcellen ze bevrijden ons niet van onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen, maar verhogen hun efficiëntie aanzienlijk. In de shuttle de brandstofcellen gebruikt zijn gebaseerd opwaterstof. De algehele reactie produceert water. In brandstofcel is ingevoerd gasvormige waterstof, dit wordt geconverteerd naar waterstofionen met de productie van elektronen. Dit compartiment is de anode en van hieruit stromen de elektronen naar het externe circuit waar ze via de geleider het reductiecompartiment (kathode) bereiken. De geproduceerde elektronen worden gebruikt door zuurstof die vervolgens water produceert in combinatie met H + -ionen.

Een meer voor de hand liggende reactie kan worden waargenomen met de brandstofcellen vertrouwen op koolwaterstoffen zoals methaan (CH4) en methanol (CH4OH). In dit geval zijn het echter twee reactieproducten, naast water zal het ook worden geproduceerd kooldioxide (CO2). Met koolwaterstoffen, laten we het voorbeeld nemen van methanol, de reactie die zal worden waargenomen in brandstofcel het zal er zo uitzien:

2 CH3OH (twee moleculen vloeibare methanol) + 3 O2 (drie moleculen gasvormige zuurstof) -> 2 CO2 (twee moleculen gasvormig kooldioxide) + 4 H2O (vier moleculen vloeibaar water).
Met deze reactie wordt de productie van 23 kj energie geschat voor elke gram gebruikte vloeibare methanol (gelijk aan 727 kj / mol). Deze energie staat gelijk aan een kracht van 200 wattuur per mol methanol of beter: 5,0 kWattuur voor elke liter gebruikte methanol. Rapportage willen maken, de oxidatie van een liter methanol in een brandstofcel zou leiden tot de productie van meer dan 5.000 W aan stroom over een periode van 24 uur.

Foto uit het persbericht H2-Ecomat Project - Universiteit van Milaan-Bicocca

Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in

  • Waterstof-brandstofcellen


Video: Ik maak een waterstofvliegtuig. Serie1 (Juli- 2022).


Opmerkingen:

  1. Akinozuru

    Wat een grappige vraag

  2. Alsandair

    Je hebt geen gelijk. Ik kan het bewijzen. Schrijf in PM, we zullen praten.

  3. Kirkley

    Ik raad je aan om een ​​site te bezoeken, met een grote hoeveelheid artikelen over een thema dat je interesseert.



Schrijf een bericht