User manual

Instrukcja do Zestawu eksperymentalnego Horizon FCJJ-37 www.conrad.pl

Strona 11 z 43

Dystrybucja Conrad Electronic Sp. z o.o., ul. Franciszka Kniaźnina 12, 31-637 Kraków, Polska

www.conrad.pl

Część 5: Wodór jako "Odnawialna" paliwo przyszłości

Nasze społeczeństwa potrzebują nowych, w pełni odnawialnych i zdecydowanie mniej dewastujących środowisko

paliw. Taką możliwość daje właśnie wodór i jest to rozwiązanie długoterminowe. Wodór to jeden z najczęściej

występujących pierwiastków w naszym Wszechświecie, który dodatkowo posiada najwięcej energii w stosunku do

swojej masy właściwej. Paliwo wodorowe, które nie zawiera węgla, można wyprodukować za pomocą

tradycyjnych, lub odnawialnych źródeł energii, takich jak słońce czy wiatr. Po wyprodukowaniu i „złapaniu” do

odpowiednich akumulatorów, wodór może zostać przekształcony w energię, która może z powodzeniem zostać

wykorzystana w wielu zastosowaniach, nawet jako paliwo do samochodów. Oznacza to, że paliwo, które

tankujemy do naszych pojazdów może zostać wyprodukowane przez nas samych w nieograniczonych ilościach! Po

przetworzeniu w silniku napędzanym wodorem, powstaje energia elektryczna oraz woda. Woda jest czystym H2O

i może z powodzeniem być spożytkowana do produkcji nowej partii paliwa wodorowego, sprawiając, że proces

jest ciągły i całkowicie pozbawiony toksycznych spalin i innych zanieczyszczeń! Oczywiście, aby to wszystko stało

się możliwe, trzeba pokonać wiele trudności i rozwiązać szereg problemów, ale wszystko jest w naszych rękach i

głowach.

Na całym Świecie uruchomionych zostało kilka projektów zwanych „Autostrada Wodorowa” (ang. Hydrogen

Highway), co zaowocowało wybudowaniem ponad 200 stacji uzupełnienia wodoru, które mają pomóc

w przemieszczaniu się pojazdom zasilanym energią wodorową.

Czym jest proces elektrolizy wody i na jakiej zasadzie działa?

Elektroliza to proces polegający na zamianie energii elektrycznej w energię chemiczną. Po doprowadzeniu ładunków

elektrycznych (powstałych z energii odnawialnej, w naszym przypadku ze słońca) do destylowanej wody, siła dostarczonej

energii rozrywa łańcuchy chemiczne pomiędzy wodorem a tlenem i powoduje powstanie gazów podstawowych (Tlenu i

Wodoru). Wodór zostaje zatrzymany i przechowany w odnawialnym ogniwie paliwowym, jako paliwo.

Elektrolizer jest to urządzenie, które umożliwia przeprowadzenie elektrolizy wody, która w efekcie wytwarza wodór i tlen .

Elektrolizery są dziś najczęściej stosowane do generowania wodoru przy stosunkowo niskich ciśnieniach (bardzo zbliżonych

do ciśnienie atmosferyczne do około 200 funtów na cal kwadratowy ) i za pomocą płynnych elektrolitów zasadowych (KOH

lub NaOH) . Przy tak niskich ciśnieniach, przechowywanie dużych ilości wodoru wymaga bardzo dużych zbiorników

magazynowych. Jednym z rozwiązań tego sporego problemu jest zastosowanie odpowiednich sprężarek które pomagają w

zwiększeniu ciśnienia wodoru. Jednakże ,energia niezbędna do tak dużego podniesienia ciśnienia wodoru , jak również

koszty konserwacji sprężarek wodoru sprawiają, że ta opcja ta jest technologią zupełnie nieopłacalną na dużą skalę

przemysłową. Co więcej ,działanie alkalicznych elektrolizerów wymaga częstej konserwacji która obejmuje usuwanie

zużytego i wymianę na nowy elektrolitu o właściwościach silnie żrących . Nowe podejście do procesu elektrolizy wody to

elektrolizery działające na zasadzie wymiany protonowej poprzez specjalną błonę, bardzo zbliżoną do tej, która jest częścią

niniejszego zestawu (moduł elektrolizera ( A)) . Membrana Wymiany Protonów (and.: Proton Exchange Membrane, w

skrócie „PEM”), która jest częścią elektrolizera, może być przeznaczona do generowania metodą elektrochemiczną wodoru

pod ciśnieniem około 2000 psi (lub większego), w ten sposób eliminując potrzeba mechanicznej kompresji. Membrana PEM

elektrolizera wykorzystuje wytrzymałą membranę elektrolityczną, która może mieć żywotność identyczną co cały

elektrolizer. Nie wymaga stosowania żrący płynów elektrolitycznych zasadowych lub o odczynie kwaśnym. Dodatkowymi

zaletami stosowania membrany PEM do przeprowadzenia procesów elektrolizy, w stosunku do elektrolizy alkalicznej, to

niższe straty wytwarzanej energii oraz dużo większa czystość otrzymanego w procesie wodoru. Elektroliza przy pomocy

membrany PEM jest znacznie prostszą , trwalszą , dużo bardziej ekonomiczną technologią wytwarzania , kompresji i

magazynowania wodoru.