TEHNOLOGII DE OBTINERE A ENERGIEI  PRIN INTERMEDIUL HIDROGENULUI

          Hidrogenul este cel mai simplu element de pe Pamant. Un atom de hidrogen este format din numai un proton si un electron. De asemenea, este elementul cel mai abundent in univers.

   

           Dar, in ciuda simplitatii si abundentei sale,  hidrogenul nu  se produce ca un gaz natural pe Pamant. Este intotdeauna combinat cu alte elemente. Apa, de exemplu, este o combinatie de hidrogen si oxigen. Hidrogenul este de asemenea, gasit in mai multi compusi organici, in special "hidrocarburi", ce alcatuiesc combustibili, cum ar fi benzina, gaze naturale, metanol si propan.           Pentru a genera energie electrica pe baza de hidrogen, hidrogenul pur trebuie sa

fie primul extras dintr-un compus pe baza de hidrogen. Atunci acesta poate fi utilizat intr-o celula de combustibil.

           Combustibilul Hidrogen

           Hidrogenul este un combustibil curat, care, atunci cand este consumat, produce numai apa. Hidrogenul poate fi produs dintr-o varietate de surse interne, cum ar fi carbune, gaze naturale, energie nucleara si energie regenerabila. Aceste calitati il prezinta ca o optiune atractiva de combustibil pentru transport cat si aplicatiile ce produc  energie electrica.

            Hidrogenul este un transportator de energie ce poate fi utilizat pentru a stoca, a muta si a livra energia produsa din alte surse. Energia din combustibilul pe baza de hidrogen este derivata din combustibili si procesele utilizate pentru a produce hidrogen.

            Astazi, combustibilii pe baza de hidrogen pot fi produsi prin mai multe metode. Cele mai comune metode sunt procesele termice, electrolitice si fotolitice.

            Procese termice 

            Procesele termice de producere a hidrogenului implica de obicei reformarea cu abur, un proces la temperaturi ridicate, in care aburul reactioneaza cu  un combustibil ce contine hidrocarburi pentru a produce hidrogen.            Multi combustibili pe baza de hidrocarburi pot fi reformati pentru a produce hidrogen, inclusiv gazul natural, motorina, combustibili lichizi din surse regenerabile, carbune gazefiat, sau biomasa gazefiata. Astazi, aproximativ 95% din intreaga cantitate de hidrogen este produsa prin reformarea cu abur a gazelor naturale.

            Procesele electrolitice

            Apa poate fi separata in oxigen si hidrogen printr-un proces numit electroliza. Procesele electrolitice au loc intr-un aparat de electroliza, ce functioneaza mai mult ca o celula de combustibil in sens invers.

            Procese fotolitice

            Procesele fotolitice utilizeaza lumina ca agent pentru producerea de hidrogen. Procesele Fotobiologice utilizeaza activitatea naturala fotosintetica a unei

bacterii si alge verzi pentru a produce hidrogen.            Procesele fotoelectrochimice utilizeaza semiconductori de specialitate pentru a separa apa in hidrogen si oxigen.

            Celulele de combustibil

            Celulele de combustibil reprezinta o tehnologie in curs de dezvoltare ce poate oferi energie electrica si termica pentru cladiri si energie electrica pentru vehicule si dispozitive electronice.

             Cum functioneaza pilele de combustie

             Pilele de combustie functioneaza ca niste baterii, dar ele nu se consuma sau trebuiesc reincarcare. Acestea produc energie electrica si termica, atata timp cat combustibil este furnizat. O celula de combustibil este formata din doi electrozi-un electrod negativ (sau anod) si un electrod pozitiv (sau catod) – pozitionati unul peste altul in jurul unui electrolit.

             Un combustibil, precum hidrogenul, este alimentat la anod, iar aerul este alimentat la catod. Activati de un catalizator, atomii de hidrogen se separa  in protoni si electroni, ce iau diferite cai catre catod. Electronii trec printr-un circuit exterior, creand un flux de energie electrica. Protonii migreaza prin electrolit la catod, unde se reunesc cu oxigenul si electronii pentru a produce apa si caldura.

             Tipuri de Pile de combustie

             Desi operatiunile de baza ale tuturor celulelor de combustibil sunt la fel, numeroase tipuri au fost dezvoltate pentru a profita de diferiti electroliti pentru a servi

nevoilor diferite de aplicare.

             Membranele Pilelor de combustie cu  polimer electrolit

             Membrana din polimer electrolit a celulelor de combustibil, numita si membrana a pilelor de combustibil cu protoni de schimb, utilizeaza o membrana de polimer ca electrolit.              Aceste celule functioneaza la temperaturi relativ scazute si pot varia  rapid productia lor pentru a satisface cerintele de schimbare de putere. Aceste celulele de combustibil reprezinta cei mai buni candidati pentru alimentarea automobilelor. Ele pot fi, de asemenea, utilizate pentru producerea de energie stationara.

              Pile de combustie pe baza de Metanol Direct

              Pile de combustie pe baza de Metanol Direct sunt similare cu celula PEM prin faptul ca utilizeaza o membrana polimer ca un electrolit. Cu toate acestea, pilele prezentate aici utilizeaza metanol direct pe anod, ce elimina nevoia de un reformator de combustibil. Aceste pile sunt de interes pentru alimentarea dispozitivelor electronice portabile, cum ar fi calculatoarele, laptop si bateriiile reincarcabile.

               Pile de combustie alcaline

               Acestea utilizeaza un electrolit alcalin, cum ar fi hidroxidul de potasiu sau o membrana alcalina. Initial utilizat de catre NASA in misiuni spatiale, celule de combustibil alcaline au descoperit acum aplicatii noi, cum ar fi puterea portabila.

                Pile de combustie pe baza de Acid fosforic 

                Acestea utilizeaza un electrolit de acid fosforic tinut in  interiorul unei matrice poroase si opereaza la aproximativ 200 ° C. Acestea sunt, de obicei, utilizate in module de 400 kW sau mai mari si sunt utilizate pentru productia de energie stationara in hoteluri, spitale, magazine alimentare si cladiri de birouri, in cazul in care caldura reziduala poate fi de asemenea utilizata.

                Acidul fosforic, de asemenea, poate fi imobilizat in membrane polimerica. Celulele de combustie ce folosesc aceste membrane sunt de interes pentru o varietate de aplicatii de putere stationara.

               Pile de combustie pe baza  de carbonat topit

               Acestea utilizeaza un carbonat de sare topita imobilizat intr-o matrice poroasa ca electrolit . Acestea sunt deja folosite intr-o varietate aplicatii stationare pe scara medie  -mare, in care eficienta lor ridicat produce economii nete de energie. Temperatura inalta de functionare (aproximativ 600 ° C) le permite acestora sa reformeze pe plan intern combustibili, cum ar fi de gaze naturale si biogaz.

                Pile de combustibil pe baza de oxid solid 

                Acestea utilizeaza un strat subtire de ceramica ca un electrolit solid. Acestea sunt in curs de elaborare pentru a fi utilizate intr-o varietate de aplicatii de putere stationara, precum in dispozitive auxiliare de putere pentru camioane de mare tonaj.

               Operand de la 700 - 1000 ° C cu electroliti pe baza de zirconiu, si cat mai reduse 500 ° C cu electroliti pe baza de ceria, aceste celule de combustie pot reforma pe plan intern  gaze naturale si biogaz si pot fi combinate cu o turbina cu gaz pentru a produce eficienta electrica ridicata de pana  la 75%.

                Cogenerari de energie termica si electrica

                In plus fata de energia electrica, pilele de combustie produc caldura. Aceasta caldura poate fi utilizata pentru a indeplini nevoile de incalzire, inclusiv apa calda si incalzirea spatiului. Pilele de combustie ce folosesc cogenerarea energiei termice si electrice sunt de interes pentru alimentarea caselor si cladirilor, in cazul in care prezinta un randament de pana la 90% .

                Aceasta operatiune cu randament ridicat economiseste bani, economiseste energie si reduce emisiile de gaze cu efect de sera.

                Pilele de combustie reversibile si regenerabile 

                Aceasta clasa speciala de pile de combustie produce energie electrica din hidrogen si oxigen, dar poate fi inversata si alimentata cu energie electrica pentru a produce hidrogen si oxigen. Aceasta tehnologie in curs de dezvoltare ar putea oferi depozitarea unui exces de energie produsa din surse de energie regenerabila intermitenta, precum energia eoliana si energia solara, eliberand aceasta energie in perioadele de productie redusa a energiei.

Canalul Youtube dedicat ADDEnergyRO

Video Playlist of technologies used to obtain Electricity from Hydrogen

Accesati Principalele motive pentru deveni PARTENER   Add-Energy

----- accesati link-ul  -----

               Pentru  inscrierea societatii dumneavoastra ca PARTENER  ADD- ENERGY

, accesati  sectiunea  

            Pentru mai multe detalii urmariti link-ul CONTACT si completati Formularul cu Solicitarile dorite !