Ein grundlegender Überblick über die Brennstoffzellentechnologie.
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Sind Sie das teure Benzin für Ihr Auto leid? Oder vielleicht besorgt über die Umwelt? Seit Jahren arbeiten Wissenschaftler an einer Energiealternative, die verspricht, unsere Lebensweise zu verändern, indem sie die Kraftstoffquelle für einige unserer grundlegendsten energieverbrauchenden Motoren ändert. Diese neue Technologie wird als Brennstoffzelle bezeichnet. Eine Brennstoffzelle liefert eine Gleichspannung (Gleichstrom), die zum Antreiben von Motoren, Lampen oder einer beliebigen Anzahl von Elektrogeräten verwendet werden kann.
Der technische Name für eine Brennstoffzelle ist eine elektrochemische Energieumwandlungsvorrichtung. Eine Brennstoffzelle wandelt die Chemikalien Wasserstoff und Sauerstoff in Wasser um und erzeugt dabei Strom. Andere elektrochemische Geräte, die heutzutage und seit vielen Jahrzehnten im Einsatz sind, sind die bekannten Batterien. Der unterscheidende Unterschied zwischen einer einfachen Batterie und einer Brennstoffzelle besteht darin, dass alle Chemikalien in der Batterie gespeichert sind. Die Batterie wiederum wandelt diese Chemikalien in Strom um, aber mit der Zeit „erschöpft“ sie sich, wenn die Chemikalien aufgebraucht sind, und manchmal kann man sie entweder wegwerfen oder wieder aufladen.
Andererseits fließen bei einer Brennstoffzelle Chemikalien kontinuierlich in die Zelle, solange Chemikalien in die Zelle fließen; der Strom fließt aus der Brennstoffzelle. Verbrennungsmotoren der Benzinmotor verbrennen Kraftstoffe und Batterien wandeln chemische Energie bei Bedarf wieder in elektrische Energie um. Brennstoffzellen sollten jedoch beide Aufgaben effizienter erledigen.
Einfach gesagt, die Konstruktion und die Materialien in einer Brennstoffzelle setzen Elektronen aus dem Wasserstoffgas frei, wodurch Strom erzeugt wird, und das Abfallprodukt, nachdem der Strom zum Antreiben eines elektrischen Geräts verwendet wurde, ist Wasser, das aus dem negativen Wasserstoff und dem Sauerstoff gebildet wird. Diese Reaktion in einem einzigen Brennstoff Zelle erzeugt nur etwa 0,7 Volt. Um diese Spannung auf ein vernünftiges Niveau zu bringen, müssen mehrere separate Brennstoffzellen zu einem Brennstoffzellenstapel zusammengefasst werden.
Ein Hauptproblem bei der Verwendung von Wasserstoff besteht jedoch darin, dass er nicht einfach für die Verwendung durch den Verbraucher gespeichert werden kann. Unter den anderen Alternativen könnten es Erdgas, Propan und Methanolgas sein. Das Hauptziel des Einsatzes der Brennstoffzellentechnologie ist die Verringerung der Umweltverschmutzung. Die Brennstoffzelle ist auch sehr effizient; 80 % des Kraftstoffverbrauchs in diesen Zellen werden in nutzbare Energie umgewandelt, verglichen mit nur 20 % bei einem benzinbetriebenen Motor und etwa 30 % insgesamt bei einem batteriebetriebenen Elektrofahrzeug.
Dass die Brennstoffzelle zukunftsträchtiger ist, steht außer Frage. Die Brennstoffzellentechnologie muss jedoch noch alle Teile zusammenbringen, um die richtige „Kraftstoffquelle“ zu finden, die sowohl einfach zu lagern als auch an den Verbraucher zu liefern ist, die Effizienz des Fahrzeugs, das Brennstoffzellen
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verwendet, und die Kosten für das Gesamtpaket.
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