Brintceller betragtes som en vedvarende brændstofressource. De betragtes også som et alternativt brændstof, da det stadig er en sjælden teknologi i verden i dag. Brint er en af de mest rigelige ressourcer, vi har, så det giver god mening, at brændselsceller fungerer.
Ulemperne og fordelene ved brintbrændselsceller viser os, at det kan være en alsidig brændstofmulighed for mange industrier. Det er også en brændstofmulighed, der kommer med sit eget unikke sæt risici.
Liste over fordelene ved brintbrændstofceller
1. Disse brændselsceller giver bedre samlet brændstoføkonomi.
Når brintbrændstofceller testes med biler, får de mere kilometertal pr. Fyldning sammenlignet med standard benzin. Selv med den bedste brændstoføkonomi forbliver bilens ydeevne den samme. For et gennemsnitligt køretøj er den opnåelige brændstoføkonomi det dobbelte af den nuværende benzinøkonomi.
2. Det frigiver ikke emissioner, når det bruges.
Når brintbrændstofceller bruges til at generere strøm, er de eneste emissioner, de producerer, vanddamp. Det betyder, at vores transportnetværk kan miste milliarder af tons kulstof fra bilens udstødning, hvis vi går over til denne teknologi. I USA producerer den gennemsnitlige chauffør næsten 5 tons kuldioxid hvert år. Virkeligheden af brintbrændselscellen er, at den kan have en umiddelbar indvirkning på de emissioner, som vi alle genererer hver dag.
3. Brintbrændselsceller er meget sikrere end andre typer brændstof.
Atomkraft har en strålingsrisiko med sig. Kolenergi medfører også en radioaktiv fare inden for asken. Forbruget af benzin og olie resulterer i frigivelse af flere gasser i atmosfæren, herunder kuldioxid og kulilte. Mange former for brændstof frigiver partikler, der forårsager sur regn, luftvejsproblemer og andre sundhedsproblemer. Med en brintbrændselscelle forsvinder disse sikkerhedsproblemer.
4. Det er i stand til at udføre konsekvent i enhver størrelse.
Brintbrændstofceller er unikke, fordi de tilbyder de samme ydelsesforhold under forbrug, uanset cellens størrelse. Det betyder, at stort set enhver teknologi, der kræver brændstof til at fungere, kan bruge disse brændselsceller som sin primære energiressource. Brintbrændselsceller kunne ikke kun bruges til køretøjer, de kunne også bruges til hjem, til opvarmning og køling og endda til elproduktion.
5. De kan levere kontinuerlig strøm.
Denne teknologi kræver ikke, at brændselsceller til enhver tid oplades for at holde dem kørende. Det eneste krav til brintbrændselsceller er, at de skal have adgang til brændstof for at fortsætte deres drift. Da brændselsceller kombinerer ilt og brint for at producere energi, som er tilgængelig i overflod, ville det ikke være et problem for de fleste forbrugere at have adgang til det brændstof, der er nødvendigt for at holde cellerne i gang.
6. Kræver færre kemikalier for at fungere i forhold til andre typer brændstof.
Hvis du fylder din bil med benzin, udsætter du dig selv for visse kemikalier, der har unikke sundhedsrisici forbundet med dem. Xylen kan for eksempel forårsage opkastning, svimmelhed og hovedpine. Benzen kan forårsage lignende symptomer, selvom dampe, der indeholder kemikaliet, indåndes. I alt kan nogle benzinbrændstoffer indeholde mere end 150 forskellige kemikalier, rengøringsmidler og andre ingredienser. Nogle af disse elementer er kendt for at være kræftfremkaldende. Hydrogenbrændselsceller bærer ikke denne risiko for eksponering med deres brændstofkilde.
7. Brintceller kan kombineres med nuværende infrastrukturaktiver.
En måde at inkorporere brintbrændselsceller i et samfunds forsyningsnetværk er ved brug af biogas. Mange rensningsanlæg producerer høje niveauer af biogas, der kan omdannes til brint. Med en brintbrændselscelle tilgængelig på anlægget kunne biogassen omdannes til brændstof, der kunne bruges til at drive hele anlægget. Hvis brændselscellerne var store nok, kunne installationen supplere det lokale elnet. Vandkvalitetsstyringsanlægget i Riverside, CA eksperimenterer allerede med et sådant system og genererer mere end 30% af den nødvendige energi fra det.
8. Omkostningerne ved brintceller fortsætter med at falde.
I begyndelsen af det 21. århundrede var de anslåede omkostninger ved en brintbrændselscelle pr. Kilowattime mere end $ 1.000. I dag er omkostningerne pr. Kilowatt installeret cirka 50% af, hvad det var for bare et årti siden. Det betyder, at omkostninger til installation af brintbrændselsceller om yderligere 10 år kan være konkurrencedygtige nok til at blive en kritisk ressource for mange samfund.
9. Du kan lede energi, hvor det er nødvendigt.
Det er pålideligheden af brintbrændselsceller, der kan give dig en fordel i forhold til andre brændstofressourcer. Når disse brændselsceller er forbundet til det elektriske net, har de evnen til at lede deres energi, hvor det kan være nødvendigt. Det gør det muligt for forsyningsselskaber at begynde at decentralisere deres netværk, hvilket ville forbedre deres pålidelighed, gøre dem mindre sårbare over for et hackingangreb og reducere risikoen for andre sikkerhedsproblemer, de også står over for.
10. Brintbrændstofceller kan skabe “mikronetværk” for lokalsamfund.
Mange lokalsamfund modtager deres elektricitet fra et kraftværk. Stationen distribuerer derefter elektriciteten gennem et installeret netværk og når til sidst individuelle hjem og virksomheder. Hvad sker der, hvis en del af nettet ikke fungerer? Lyset slukker. Med brintbrændstofcelleteknologier kunne lokalsamfund oprette deres egne mikronetværk for at opretholde centralstationens effektniveauer, som den af en eller anden grund ikke leverer.
11. Brintbrændselsceller er hurtigere at vedligeholde end andre elmotorer.
Hvis du bringer et køretøj, der drives af en brintbrændstofcelle, til en tankstation med kompatibelt brændstof, vil det være ind og ud af stationen om 10 minutter eller mindre. Mange ejere kan fylde deres køretøj på 3-5 minutter. Sammenlignet med andre muligheder for elbiler er der ingen hurtigere mulighed. Selv Tesla Supercharger, ved 120 kilowatt, kræver 30 minutter for fuldt opladning af et køretøj, og det er den hurtigste oplader, der var tilgængelig fra marts 2018.
12. Brintbrændselsceller holder længere end nogensinde.
Toyota har produceret et køretøj kaldet “Mirai”, der er blevet testet mere end nogen anden brintbrændstofcelleteknologi i historien. De har udsat ham for ekstreme forhold i Alaska og drevet ham ind i varmen i Death Valley i Californien. Deres test har vist, at deres nuværende brændselscelleteknologier kan vare op til 3.900 timer i et arbejdsmiljø. Det betyder, at Mirai burde være det første køretøj, der ramte mere end 100.000 miles, før den skulle udskiftes.
Liste over ulemper ved brintbrændstofceller
1. Brintceller kan stadig udgøre sundhedsrisici.
Selvom brintbrændstofceller ikke frigiver de samme skadelige emissioner som andre typer brændstof, når de forbruges, er der stadig nogle sikkerhedsrisici, der skal tages i betragtning med denne teknologi. Som ethvert brændstof vil der altid være risiko for brændbarhed. Flydende brint, som ofte bruges til at oprette brændselscellerne i første omgang, opbevares ved ekstremt kolde temperaturer, der kan forårsage frysning af forbrændinger, der også er potentielt farlige for forbrugerne.
2. Det er ikke en overkommelig teknologi for den gennemsnitlige person.
Den gennemsnitlige pris for et køretøj, der bruger brintbrændstofceller, er omkring $ 50.000. Hvis du vil genoplade dit køretøj for at blive ved med at køre det, rapporterer California Fuel Cell Association, at den gennemsnitlige pris er omkring $ 14 pr. Kilogram. Det svarer til at betale omkring $ 5,60 pr. Gallon for gas. Fordi disse køretøjer har det dobbelte af rækkevidden, reducerer det den tilsvarende pris til $ 2,80 pr. Gallon i forhold til et andet køretøj. Det betyder, at et køretøj kan koste dobbelt så meget og derefter koste så meget at betjene.
3. Brintceller findes i begrænsede mængder.
Selvom brintbrændstofceller har været brugt som energiressource til store projekter siden 1970’erne, har denne teknologi haft begrænset tilgængelighed. Selv med en stigning i popularitet kæmper den gennemsnitlige person for at få fingre i en brintbrændselscelle. Køretøjsfabrikanter producerer kun et par tusinde køretøjer til deres brintdrevne modeller hvert år. Selvom målet er at gøre denne teknologi sammenlignelig i omkostninger til elektriske systemer inden 2025, er der kun gjort få fremskridt med at gøre det.
4. Det kræver en stor kapitalinvestering at indarbejde det i vores infrastruktur.
De gennemsnitlige omkostninger ved at installere kun en kilometer af et brintbrændstofcelletransportsystem er over $ 200.000. På udfordrende geografiske steder kan omkostningerne være så høje som $ 2 millioner pr. Kilometer. Uden evnen til at transportere brændstof til brintbrændstofcelleejere er teknologien i det væsentlige ubrugelig. For at drage fordel af disse brændselscellers lavemissionskarakter ville en infrastrukturinvestering på mere end 1 billion dollar være påkrævet i USA for at gøre deres tilgængelighed bred nok til at kunne bruges af en gennemsnitlig person.
5. Brinttransportomkostninger er ekstremt høje.
Lige nu er omkostningerne ved transport af brint cirka 4 gange højere end nogen anden sammenlignelig energiressource, vi bruger. Årsagen til disse høje omkostninger er, at brint oplever høje energitab, når det transporteres i enhver form. Selv med moderne teknologier, der forhindrer energitab, forventer industrien et fordampningstab på op til 20%, hver gang hydrogen transporteres. Ved langdistancetransport kan op til 50% af produktet gå tabt. Uden innovation i denne kategori kan det være umuligt for nogle husholdninger i landdistrikterne at drage fordel af denne teknologi.
6. I øjeblikket fungerer brintbrændstofceller ikke med alle de teknologier, vi har.
De fleste af vores teknologier er designet til at køre på fossile brændstoffer eller visse vedvarende energiressourcer. For at drage fordel af det emissionsfrie brændstofforbrug, der tilbydes af denne teknologi, ville vi have brug for innovationer i mange sektorer for at gøre det kompatibelt med mange eksisterende teknologier. Apple har indgivet et patent, der ville bruge brintbrændstofceller i computere og smartphones, bortset fra at det var i 2011, og det er aldrig blevet til noget. De samme udfordringer, Apple stod over for, ville være på tværs af brancher.
7. Brugen af brint er ikke så sikker, som mange tror.
Selvom fordelen ved en brintbrændselscelle er, at den producerer vand, når den forbruges, er hydrogen som en gas ikke noget, vi ville have i vores atmosfære i store mængder. Vi ved allerede, at brint slipper ud under fremstilling og installation af brændselsceller. Hvis der frigives tilstrækkeligt brint til luften, kan det forstyrre den nuværende ozonbalance, der beskytter os mod ultraviolet stråling.
8. Kræver en bestemt temperaturzone for konstant drift.
Brintbrændselsceller fungerer bedst, når de holdes under 212 ° F.Det gør disse brændselsceller vanskelige at indarbejde i visse teknologier, herunder nuværende bilteknologier. Den gennemsnitlige køretøjsmotor kører i et temperaturområde, der kan overstige 220 ° F. Visse apparater, f.eks. En ovn, ville også være uforenelige med denne teknologi. Medmindre der udvikles nye metoder til at kanalisere varme ud af brændselsceller, kan der være nogle muligheder, der aldrig kommer til at opleve fordelene ved, hvad brint kan give.
9. Der er stadig brug for fossile brændstoffer til fremstilling af brændselsceller.
Selvom vores emissionsaftryk ville blive reduceret med en omdannelse til brintbrændselsceller, ville det ikke forsvinde helt. Olieprodukter er nødvendige ved konstruktionen af en brintbrændselscelle, hvilket betyder, at der er en emissionsomkostning for hver enkelt vare, der produceres. Vi kunne generere nettobesparelser på vores samlede emissioner over tid. Men for overgangen ville vi i første omgang betale en højere emissionsomkostning, indtil alle begyndte at bruge denne teknologi. Vi ville reducere, men ikke fjerne, forbruget af fossile brændstoffer.
10. Det meste brintbrændstof dannes stadig fra fossile brændstoffer.
Med benzin er det rå fossile råolie, der bruges til at fremstille det. Den olie raffineres, indtil den producerer, hvad vi bruger til vores køretøjer. Selvom brint kan udvindes fra økologiske ressourcer, kommer hovedkilden til denne type energi fra naturgas. Selv i Californien, hvor brintstationer er mere udbredt end muligvis andre steder i verden, skal kun en tredjedel af det solgte brændstof komme fra en vedvarende ressource. Det betyder, at vi stadig er langt fra vores drøm om at have et sandt brændstof uden emissioner.
11. Det er en ubevist teknologi.
Selvom brintstofbrændselsceller udgør en umiddelbar energiressource for mange industrier, er deres langsigtede levedygtighed som energiressource stadig ubevist. Der har aldrig været en 10-årig produktion af brintbrændselsceller. Vi ved allerede, at brændselscellestabler i disse celler falder i effektivitet over tid, efterhånden som de bruges. Ifølge det amerikanske energiministerium kører nuværende brintbrændselsceller i cirka 2.500 timer, muligvis længere. Det svarer til omkring 80.000 miles kørt, før der er brug for udskiftning af brændselsceller. Energiministeriet ønsker, at køretøjerne kører i 5,
Ulemperne og fordelene ved brintbrændselsceller viser os, at denne teknologis emissionsfri karakter fortjener et nærmere kig. Det ville kræve høje investeringer i forskning og kontinuerlig innovation i eksisterende sektorer, for at det kunne blive en overkommelig mulighed for alle. Indtil da vil de, der har råd til denne teknologi og er villige til at tage visse risici, være dem, der kan opdage disse og andre fordele, der kan være mulige.
