Błyskawiczna elektroliza wody nadzieją dla samochodów z ogniwem paliwowym
Większość współczesnych ogniw paliwowych ładuje się za pomocą wodoru pozyskiwanego z gazu naturalnego. To wydajna metoda, wymagająca jednak użycia paliwa kopalnego. Wodór można pozyskiwać też z elektrolizy wody, jednak jest to niezwykle powolny proces.
W Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) powstał proces pozyskiwania wodoru, który jest 1000-krotnie szybszy od elektrolizy pozwala na naładowanie wodorowego ogniwa paliwowego w ciągu zaledwie 90 sekund. Wykorzystuje on wodę zmieszaną z płynem jonowym. Cały proces odbywa się w obecności taniego bazującego na niklu katalizatora. Niklowy katalizator to molekuły rozpuszczone w lepkim płynie jonowym. Nikiel to bardzo rozpowszechniony pierwiastek, w przeciwieństwie do platyny, używanej zwykle jako katalizator - mówi Molly O'Hagan z PNNL.
Niestety, nie należy spodziewać się w najbliższym czasie samochodów z ogniwami paliwowymi, które można będzie załadować w ciągu 90 sekund. Gdy w roli katalizatora wykorzystujemy nikiel a nie platynę, to cały proces pozyskiwania wodoru pochłania więcej energii, niż jej dostarcza. Zespół O'Hagan intensywnie pracuje nad zmianą tego stanu rzeczy i obecnie nie widzi żadnych przeszkód, które miałyby uniemożliwić uzyskanie więszej ilości energii niż w cały proces włożono. Badania te mogą stać się ponadto punktem wyjścia do opracowania innych procesów pozyskiwania wodoru z tanich cieczy. Skupiamy się na zrozumieniu, w jaki sposób można zmniejszyć ilość energii wkładanej w cały proces bez utraty szybkości procesu. Odkryliśmy, że fundamentalną rolę odgrywa tutaj kontrolowanie przepływu protonów. To pozwoli na opracowanie narzędzi pozwalających na stworzenie efektywnego i szybko działającego katalizatora - mówi O'Hagan.
Komentarze (16)
tempik, 6 lutego 2017, 12:07
chyba nie należy się tego spodziewać nigdy. woda jest chyba w takim dołku energetycznym jak żelazo na niższym poziomie. jaka by nie była gwiazda to z żelaza energii już nie uzyska ani rozbijając je ani łącząc w większe jądra.
Jajcenty, 6 lutego 2017, 12:34
Tu jest trochę zamieszania. Zawsze będziemy potrzebować więcej energii na rozkład wody niż uzyskamy po spaleniu wodoru. Zasady zachowania są bardzo restrykcyjne w tej kwestii.
Tu prawdopodobnie jako poziom odniesienia biorą zwykłą konwersję weglowodorów typu CH4 + 2H2O -> 4H2 + CO2 Tylko, że w tym procesie większość uzyskiwanej energii pochodzi ze spalenia węgla z metanu tlenem z wody.
Ale jeśli uczciwie policzyć wszystkie entalpie to ten proces też jest na zero na kartce papieru i na minusie w rzeczywistych realizacjach.
To zdanie należy rozumieć: nie widać przeszkód, które miałyby uniemożliwić bycie na takim samym minusie jak wszyscy inni
tempik, 6 lutego 2017, 12:56
też myślę że na wstępie chwalą się elektrolizą wody, a w tekście już wplątali cichaczem jakieś węglowodory czy alkohol.
czyli podsumowując można powiedzieć że nic się nie zmieniło i nadal potrafimy wydobywać energię którą zmagazynował ktoś inny(dinozaury-ropa, rośliny-węgiel, energia kinetyczna wody/wiatru-bezpośrednio słońce)
TrzyGrosze, 6 lutego 2017, 13:05
Biorąc pod uwagę zerowe koszty surowca, tani prąd ( na przygotowanie katalizatora itp), to nawet przy ujemnym bilansie ekwiwalent 1 litra benzyny może wynieść np 1 zł.
To tak przykładowo, że nawet będąc na minusie, można wyjść na plus.
tempik, 6 lutego 2017, 13:33
na giełdzie jak najbardziej można grać na spadkach, ale tutaj jakoś nie widzę zysku...
żeby uzyskać np. 1kW mocy z ogniwa musisz dostarczyć >1kW z czegoś innego np benzyny. gdzie zysk? i sens wydawania więcej jak można mniej ?
no chyba, że założyć ze bierzemy prąd z OZE czy atomu i nim pompujemy energię do wiązań chemicznych(np. wytwarzamy spiryt) i nim zasilamy ogniwa paliwowe w samochodzie mając w nosie wydajność, ale nadal będzie lepiej spalić ten spiryt w starodawnym silniku spalinowym i mieć większą moc. dalej nie widzę sensu
TrzyGrosze, 6 lutego 2017, 13:41
Chodzi o włożenie taniej energii w procesie przygotowania ogniwa.
1 kW prądu kosztuje inaczej niż 1kW z benzyny.
Ed
Ta zasada akurat nie musi się odnosić do procesu z notki.
tempik, 6 lutego 2017, 14:22
tak miało by to sens, i takie rozwiązania istnieją?(kompresja czystego wodoru do butli przy wykorzystywaniu prądu z OZE itd.)
ale ja z kontekstu wioskuje że nowy pomysł jest taki: do baku wlewamy wodę, i robimy elektrolizę żeby nakarmić uzyskanym wodorem nasze ogniwo wodorowe 1kW. tylko naukowcy studzą emocje dodając że musimy na przyczepce wozić dodatkowy silnik podłączony do prądnicy >1kW żeby udało się tą wodę rozbić.
dlatego dodają "nie spodziewajcie się" że to będzie miało sens, heheheh
pogo, 6 lutego 2017, 14:24
Tu raczej chodzi o produkcję wodoru bezpośrednio na stacji
Podjeżdżamy i w 90 sekund napełniamy nasz zbiornik wodorem, który właśnie został wyprodukowany.
thikim, 6 lutego 2017, 14:29
I w domu
tempik, 6 lutego 2017, 14:35
w takim ujęciu jak najbardziej ma to sens, tylko po grzyba jest napisane żeby nie oczekiwać na razie wykorzystania tego w samochodach itd.?
może błąd w tłumaczeniu
thikim, 6 lutego 2017, 14:39
Moce to tu w zasadzie nie mają większego znaczenia.
Liczy się ile Cię będzie kosztowało przejechanie 100 km.
I nie jest wcale określone czy taniej czy drożej.
Bo załóżmy że tradycyjnie w zależności od wersji samochodu i trasy przejechanie 100 km kosztuje od 15 do 50 zł.
Teraz w to miejsce dajemy samochód elektryczny z tym nowym sposobem uzyskiwania wodoru i nie wiemy czy przejedzie taniej w tej chwili. Bo żeby to wiedzieć musielibyśmy znać szereg parametrów nie podanych w artykule. Samo to że trzeba zużyć więcej energii niż uzyskamy ze spalania nie mówi nam w zasadzie nic.
tempik, 6 lutego 2017, 14:44
no racja, najlepiej i konkretniej po prostu podawać kowalskiemu ile będzie go kosztowała w zł kWh z tych nowych i starych rozwiązań. oczywiście brutto czyli z dedykowana akcyzą, podatkiem drogowym itd
thikim, 6 lutego 2017, 14:47
np. tu:
http://samochodyelektryczne.org/porownanie_zuzycia_energii_samochodow_elektrycznych_z_2013r.htm
No to mamy przykładowe dane dodatkowe, że załóżmy 15 kWh na 100 km. Cena 1 kWh to 0,5 zł, czyli koszt przejechania to 7,5 zł na 100 km.
Czyli łącznie mamy na 100 km:
dla tradycyjnych: 15-50 zł
dla elektrycznych: 7,5 - 10 zł.
Czyli taniej. Ale teraz okazuje się że przy rozkładzie na wodór mamy straty. To sprawia że bilans będzie mniej korzystny. Ale o ile?
Jak o trochę to i tak elektryczne 100 km kosztuje mniej. Ale jak 5 razy gorzej jest z rozkładem na wodór no to już kicha.
Elektryczne mają masę zalet. Ale mają i wady. Moim skromnym zdaniem - na razie się nie opłaca. Niemniej jeśli uda się pokonać ograniczenia w magazynowaniu energii elektrycznej to elektryczne znokautują przemysł samochodowy. Z tym że to jeszcze lata. Olbrzymie pieniądze idą w ogniwa do smartfonów i laptopów - postępy są powolne.
W zasadzie rozwiązaniem nie musi być ogniwo. Rozwiązaniem może być dowolne dobre kompaktowe źródło energii elektrycznej.
PS. Dodajmy że w cenie paliwa (ropa/benzyna) z 3/4 to podatek
Więc gdyby ten podatek obniżono to elektryczne 100 km nagle stałoby się droższe.
tempik, 6 lutego 2017, 15:00
w "realu" może być jeszcze korzystniej dla elektryków. te badania są chyba robione na hamowni(czyli zaniżone). silniki spalinowe mają większe bezwładności tłoków,wałów i gorszą charakterystykę przy zmiennym obciążeniu. wiadomo szarpanie gazem w elektryku też obniży efektywność ale nieporównywalnie mniej niż w tłokowym silniku.
twój przykład powinien być w wikipedii, tłumacząc co to jest teoria i ile ona ma współlego z praktyką
Jajcenty, 6 lutego 2017, 17:30
Bardziej prawdopodobne jest podniesienie podatku na energię elektryczną i wprowadzenie restrykcji w rodzaju zakazu wjazdu spalinowym do centrum miasta czyli od Ursusa do Zielonki. A jak spalinowe wymrą, to dodamy podatek od litu, opłatę środowiskową na recycling ogniw, gps i podatek drogowy od kilometra, a jak nie jeździsz to podatek drogowy od minuty postoju, za przyciemniane szyby, klimatyzację, szyberdach, niech mnie ktoś powstrzyma!
dexx, 6 lutego 2017, 18:59
Samochody na wodór nie mają sensu. Może i można je zatankować szybciej niż elektryki, ale energetycznie zawsze gorzej wypadają. Dodatkowo jakiś przełom w dziedzinie superkondensatorów może w ciagu paru lat ubić cała koncepcję wodorowych samochodów.
Jedyna nadzieja jak jest w wodorze to wodór jako metasatabilne ciało stałe - nadprzewodnik. Pozwoliło by to budować bardzo szybkie ładowarki bez strat na kablach, a i pewnie do samych baterii lub superkondensatorów by się przydał.