FUEL CELLS - η επόμενη τεχνολογία στα αυτοκίνητα?

 ΔΕΙΤΕ ΣΕ ANIMATION ΤΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ FUEL CELLS 

Πριν λίγες ημέρες, συγκεκριμένα τη Δευτέρα 28/03,  διαβάσαμε ότι η Ευρωπαϊκή Επιτροπή παρουσίασε ένα “ενιαίο ευρωπαϊκό πρόγραμμα μεταφορών” με στόχο να μειώσει την κυκλοφορία επιβατικών αυτοκινήτων στις ευρωπαϊκές πόλεις κατά 50% στα επόμενα 20 χρόνια και να την καταργήσει έως το 2050 προβλέπει το σχέδιο που παρουσίασε η Κομισιόν, με στόχο τη μείωση των εκπομπών διοξειδίου από τις μεταφορές κατά 60% .

Στην χώρα μας τα ΜΜΕ παρουσίασαν με τέτοιο τρόπο την είδηση, που νόμιζες ότι από αύριο θα αρχίσουν να μας παίρνουν τα αυτοκίνητα, ειδικά όσα είναι πετρελαιοκίνητα

Από τον οδικό χάρτη στον τομέα της τεχνολογίας των οχημάτων φαίνεται ότι τα αντιρρυπαντικής τεχνολογίας συμβατικά βενζινοκίνητα και πετρελαιοκίνητα θα διατηρούν το μεγαλύτερο μερίδιο στην αγορά και στη μεταβατική περίοδο θα εμφανίζονται κυρίως τα υβριδικά, ή αυτά των εναλλακτικών καυσίμων, μέχρι να φθάσουμε το 2050 στα fuell cells

Στο παρακάτω διάγραμμα εμφανίζεται χαρακτηριστικά ο μελλοντικός σχεδιασμός για τα οχήματα, από μια μεγάλη εταιρεία παραγωγής, την TOYOTA.

Πολλοί ειδικοί στον τομέα του αυτοκινήτου εκτιμούν ότι μέχρι τότε (2050 ίσως και νωρίτερα το 2030) η τεχνολογία που θα αρχίσει σταδιακά να επικρατεί, είναι αυτή των FUEL CELLS.

Ας πούμε λίγα τεχνικά στοιχεία γι’ αυτή την τεχνολογία, που είναι ακόμη στη φάση της ανάπτυξης.

Κυψέλες καυσίμου

Η πρώτη κυψέλη καυσίμων φτιάχτηκε το 1839 από τον Sir William Grove, έναν Ουαλλέζο δικαστή και πειραματικό επιστήμονα.

 Οι κυψέλες καυσίμου είναι ηλεκτροχημικά συστήματα, που μετατρέπουν απευθείας τη χημική ενέργεια του καυσίμου σε ηλεκτρική, χωρίς....

το ενδιάμεσο στάδιο παραγωγής θερμότητας.

Υδρογόνο και οξυγόνο αντιδρούν με την παρουσία ηλεκτρολύτη και παράγουν νερό, ενώ ταυτόχρονα αναπτύσσεται ένα ηλεκτροχημικό δυναμικό που προκαλεί ροή ηλεκτρικού ρεύματος στο εξωτερικό κύκλωμα.

 Το υδρογόνο διοχετεύεται σε ένα αρνητικό ηλεκτρόδιο της κυψέλης καυσίμου, όπου ένας καταλύτης αφαιρεί τα ηλεκτρόνια από τα άτομα του υδρογόνου. Τα ηλεκτρόνια περνάνε από το αρνητικό στο θετικό ηλεκτρόδιο της κυψέλης, παράγοντας έτσι ηλεκτρική ενέργεια. Εν τω μεταξύ, τα άτομα του υδρογόνου που έχουν αποβάλλει τα ηλεκτρόνιά τους μετατρέπονται σε ιόντα υδρογόνου και περνάνε από μία ηλεκτρολυτική μεμβράνη πολυμερών για να καταλήξουν στο θετικό ηλεκτρόδιο. Εκεί, με τη βοήθεια του καταλύτη, τα ηλεκτρόνια και τα ιόντα του υδρογόνου αναμιγνύονται με το οξυγόνο της ατμόσφαιρας και σχηματίζουν νερό.

Καθώς η αντίδραση είναι εξώθερμη, παράγεται θερμότητα

(παραστατική απεικόνιση της διαδικασίας στην αρχική animated φωτογραφία)

Το απαιτούμενο υδρογόνο παράγεται από ορυκτά καύσιμα και συνήθως μεθάνιο (CH4) που αποτελεί το κύριο συστατικό του φυσικού αερίου. Ορισμένοι τύποι κυψελών μπορούν να λειτουργήσουν επίσης και με μονοξείδιο του άνθρακα ή υδρογονάνθρακες.

Οι αντιδράσεις σε μία απλή κυψέλη καυσίμου παράγουν περίπου στα 0,7 Volts . Προκειμένου να παραχθούν μεγαλύτερες τάσεις, χρησιμοποιούνται περισσότερες κυψέλες σε σειρά (fuel cell stack).

Οι διάφοροι τύποι FUEL CELLS εμφανίζονται στον παρακάτω πίνακα.

( από:     http://courseware.mech.ntua.gr/ml22058/pdfs/M12_FUEL%20CELLS_12.pdf )

Πλεονεκτήματα

• Ελάχιστες εκπομπές ρύπων.
• Αθόρυβη λειτουργία.
• Μεγάλη απόδοση στην μετατροπή ηλεκτρισμού της τάξης του 40-65% ..

Μειονεκτήματα

·       Μεγαλύτερο βάρος των οχημάτων.

• Μεγάλο οικονομικό κόστος.

Το κόστος μιας κυψέλης καυσίμου κυμαίνεται απο 500 έως 2500 € ανά kW παραγόμενης ισχύος. Το αντίστοιχο κόστος για τις μηχανές εσωτερικής καύσης είναι 10 έως 35€ ανά kW.