Chemie Rijden Waterstof Brandstofcel Ontwikkelingen (Op-Ed)

{h1}

Wetenschappers en ingenieurs blijven nieuwe technologieën ontwikkelen voor elektrische voertuigen met waterstofbrandstofcellen, systemen die binnen het decennium in consumentenauto's kunnen aankomen.

Josh Goldman is een beleidsanalist in de schone voertuigenprogramma van de Union of Concerned Scientists (UCS) en leidt wetgevende en regelgevende campagnes om te helpen bij het ontwikkelen en bevorderen van beleid dat het Amerikaanse gebruik van olie vermindert. Dit artikel is oorspronkelijk in het UCS-blog verschenen De vergelijking. Goldman heeft dit artikel toegevoegd aan WordsSideKick.com's Expert Voices: Op-Ed & Insights.

Eerder deze maand had ik het voorrecht aanwezig te zijn bij de 246th American Chemical Society National Meeting and Exposition. Deze gebeurtenis bood scheikundigen de mogelijkheid om collectief nerds te maken over niet-oxidatieve omzettingen, op triazollium gebaseerde ionische vloeistoffen en rhodiumkatalysatoren - bijvoorbeeld - en voor chemische toeleveringsbedrijven om aannames te demonstreren die verdrongen, geroerd, geschud, geroteerd, omgekeerd, geïnjecteerd en gewervelde chemische verbindingen. Voor mij als apotheker was dit allemaal heel logisch, hoewel ik de aanschaf van een turbo-vortexverdamper bijna verkreeg, gewoon om te zeggen dat ik er een bezit, maar vraag me alsjeblieft niet wat het doet.

Wat voor mij als transportbeleidsanalist logisch was, was echter het verbazingwekkende potentieel van die studies en apparatuur om onze toekomstige transporten dynamisch te beïnvloeden, vooral als het gaat om waterstof-aangedreven brandstofcelauto's (FCEV's) - een technologie die een deel van ons plan om het verwachte Amerikaanse olieverbruik in de komende 20 jaar te halveren.

Wat is een brandstofcelvoertuig?

Chemici Harry Gray en Clovis Linkous waren twee chemici die ik ontmoette bij ACS, die onderzoek doen naar de volgende doorbraak in de productie en opslag van waterstof - een chemische stof die FCEV's kan voeden. Deze voertuigen zijn vergelijkbaar met elektrische voertuigen (BEV's), zoals de Nissan LEAF, omdat ze uitsluitend op elektriciteit worden aangedreven. Anders dan BEV's worden FCEV's echter niet opgeladen door ze aan te sluiten op het elektriciteitsnet. In plaats daarvan gebruiken FCEV's waterstof om elektriciteit te produceren via een brandstofcel.

Als u een actueel expert bent - onderzoeker, zakelijk leider, auteur of innovator - en een nieuw stuk wilt bijdragen, e-mail ons hier.

Als u een actueel expert bent - onderzoeker, zakelijk leider, auteur of innovator - en een nieuw stuk wilt bijdragen, e-mail ons hier.

Wanneer een bestuurder op het gaspedaal stapt in een FCEV, worden waterstof en zuurstof naar de brandstofcel gestuurd, die zowel elektriciteit produceert die de motor aandrijft als water als bijproduct. FCEV's kunnen daarom echte nul-emissievoertuigen zijn als de waterstofbrandstof op de juiste manier wordt geproduceerd. Puur waterstofgas komt van nature niet in geconcentreerde hoeveelheden voor, wat betekent dat het moet worden geproduceerd uit bronnen zoals water, natuurlijke ga of steenkool.

Hoe wordt waterstofbrandstof geproduceerd?

De emissies die samenhangen met de productie van waterstof variëren sterk, afhankelijk van het specifieke proces dat wordt gebruikt. Daarom werken Gray en zijn "Solar Army" op een kosteneffectieve en zero-emission manier om zonne-energie te gebruiken om water in waterstof om te zetten. Tijdens een van de belangrijkste gesprekken tijdens de ACS-vergadering legde Gray uit dat een van de grootste wetenschappelijke uitdagingen van de 21ste eeuw is om een ​​goedkope manier te vinden om van zonlicht een praktisch alternatief voor olie te maken.

In één uur valt er genoeg zonlicht op de aarde om alle energie van de wereld voor een heel jaar te voorzien, maar geen bekend, stabiel materiaal kan op efficiënte en goedkope wijze zonlicht gebruiken om water in waterstofbrandstof om te zetten. Om deze uitdaging op te lossen, heeft Gray een beroep gedaan op honderden studenten en professionals om te zoeken naar goedkope katalysatoren die zonlicht kunnen absorberen - een campagne waarbij miljoenen combinaties van de elementen in het periodiek systeem worden gecontroleerd. Dit project stelt studenten in staat hun chemievaardigheden en -methoden aan te scherpen en tegelijkertijd een van de grote energiedilemma's van vandaag op te lossen. [Sustainable Energy Breakthrough: Hydrogen Fuel from Sunlight]

Ik geef de voorkeur aan mijn waterstof in pilvorm

Een andere resterende uitdaging voor ontwikkelaars van brandstofcelvoertuigen is waterstof aan boord van het voertuig op te slaan. Omdat waterstof een gas is, in tegenstelling tot een vloeibare brandstof, is een groot volume ervan nodig om dezelfde afstand af te leggen als met een tank benzine. Dit betekent dat het moeilijk is om genoeg waterstof op een voertuig te vervoeren om reizen over lange afstanden mogelijk te maken. Dit probleem kan echter worden opgelost dankzij het onderzoek van Clovis Linkous aan de Youngstown State University. Linkous presenteerde een paper tijdens de ACS-vergadering waarin hij zijn inspanningen uiteenzette om waterstof om te zetten in een vaste-stofpilvorm, waardoor FCEV's genoeg waterstof konden vervoeren om het voertuigbereik aanzienlijk uit te breiden.

Het "waterstof op verzoek" -systeem van Linkous is afhankelijk van het gebruik van lithiumboorhydride (LiHB4) -pillen die reageren met water om waterstof te genereren. Lithiumboorhydride slaat waterstof veel dichter op dan waterstofgas, en slechts één gram LiHB4 kan 4,11 liter waterstofgas bij standaard temperatuur en druk vrijmaken. Dit betekent dat FCEV's in de toekomst kunnen worden "gevuld" met pillpacks van LiHB4 op een station bij u in de buurt.

Wie produceert brandstofcelvoertuigen?

Natuurlijk zijn er veel stappen tussen de onderzoeks- en ontwikkelingsfase van het FCEV-onderzoek naar wetenschap en techniek en de daadwerkelijke implementatie van deze technologie in de echte wereld. Maar de verspreiding van FCEV's op onze wegen kan eerder gebeuren dan u denkt. Toyota heeft gewerkt aan brandstofceltechnologie met BMW en is van plan om in november een nieuwe FCE op de Toyko Auto Show te onthullen. Hyundai zal vanaf 2015 1.000 waterstofauto's in de VS leasen en Renault en Nissan hebben samen met Daimler en Ford de kosten gedeeld voor de ontwikkeling van FCEV's die vanaf 2017 op de markt zouden kunnen zijn.Tegen 2015 lanceert Honda ook een nieuwe generatie FCEV, Clarity geheten, die het in beperkte aantallen in Californië heeft geleased.

Met de vooruitgang in FCEV-technologie en de bereidheid van autofabrikanten om deze voertuigen op grote schaal te produceren, is waterstof klaar om een ​​brandstof van de toekomst te zijn die samenwerkt met een reeks andere oliebesparende oplossingen, zoals biobrandstoffen en een hogere brandstofefficiëntie, die kan ons helpen de voordelen van een toekomst voor de helft van de olie te realiseren.

Goldman's meest recente Op-Ed was "Waarom crashtests Dummies geven de voorkeur aan elektrische voertuigen. "Oorspronkelijk verscheen dit artikel als"Batterijen niet inbegrepen: hoe chemie waterstof aangedreven elektrische voertuigen beïnvloedt"op het UCS-blogDe vergelijking. De weergegeven meningen zijn die van de auteur en komen niet noodzakelijk overeen met de mening van de uitgever. Deze versie van het artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op WordsSideKick.com.


Video Supplement: Thorium: An energy solution - THORIUM REMIX 2011.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com