Quais são os prós e contras das células combustíveis de hidrogênio?

As células a combustível de hidrogênio usam hidrogênio como combustível em um processo eletroquímico que combina hidrogênio e oxigênio para produzir energia elétrica e água. O processo reverso da eletrólise, que produz hidrogênio ‘verde’ e oxigênio da água, pode usar uma variedade de recursos de energia renovável (eólica, das ondas, solar) para produzir hidrogênio como combustível para geração de energia renovável. Também há um interesse crescente na energia do hidrogênio como uma fonte de energia limpa que pode produzir calor e cujos únicos subprodutos são a água.

O hidrogênio verde produzido a partir da eletrólise (um processo de alta energia) e de fontes renováveis ​​de energia é uma opção de alto custo, que representa apenas cerca de 5% da produção total de H 2 . Atualmente, a grande maioria da produção global de hidrogênio deriva de fontes de combustível fóssil (reforma do gás metano) e continuará a fazê-lo por várias décadas. No entanto, à medida que a capacidade de fabricação de eletrolisadores mais eficientes e econômicos aumenta, espera-se que os custos de produção caiam acentuadamente juntamente com a implementação de tecnologias e capacidade de geração de energia renovável em maturação.

A fim de produzir um sistema de energia seguro, resiliente e descarbonizado, a produção e o armazenamento a granel de hidrogênio desempenharão um papel importante no equilíbrio do fornecimento intermitente de energia de fontes renováveis ​​com as demandas do usuário final (ou seja, para eletricidade da rede, aquecimento doméstico e industrial e combustível para transporte).

Os debates continuam a respeito das vantagens e desvantagens das células de combustível de hidrogênio, mas apesar das limitações atuais, o hidrogênio ainda é uma alternativa ambientalmente correta aos combustíveis fósseis e pode ser usado para fornecer energia e propulsão flexível e de alta densidade para uma ampla gama de instalações industriais e modos de transporte usando tecnologia de célula de combustível de hidrogênio

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Quais são as vantagens das células de combustível de hidrogênio?

A tecnologia de célula de combustível de hidrogênio apresenta várias vantagens sobre outras fontes de energia, incluindo:

  1. Renovável e prontamente disponível

O hidrogênio é o elemento mais abundante no Universo e, apesar dos desafios associados à sua extração da água, é uma fonte de energia excepcionalmente abundante e renovável, perfeita para nossas futuras necessidades de carbono zero para fontes combinadas de calor e energia.

  1. O hidrogênio é uma fonte de energia limpa e flexível para apoiar as estratégias de energia com carbono zero

As células a combustível de hidrogênio fornecem uma fonte de energia inerentemente limpa, sem nenhum impacto ambiental adverso durante a operação, pois os subprodutos são simplesmente calor e água. Ao contrário do biocombustível ou da energia hidrelétrica, o hidrogênio não requer grandes áreas de terra para ser produzido. Na verdade, a NASA tem até trabalhado no uso de hidrogênio como um recurso, com a água produzida como subproduto sendo usada como água potável para os astronautas. Isso mostra que as células de combustível de hidrogênio são uma fonte de combustível não tóxica e, portanto, superiores, dessa forma, ao carvão, gás natural e energia nuclear, que são potencialmente perigosos ou de difícil obtenção. A produção, o armazenamento e o uso de hidrogênio desempenharão um papel importante na promoção do desenvolvimento de energia renovável, equilibrando suas modalidades de fornecimento intermitente com as demandas desafiadoras do usuário final,

  1. Mais poderoso e eficiente em termos de energia do que os combustíveis fósseis

A tecnologia de célula de combustível de hidrogênio fornece uma fonte de energia de alta densidade com boa eficiência energética. O hidrogênio tem o maior conteúdo de energia de qualquer combustível comum por peso. O hidrogênio gasoso e líquido de alta pressão tem cerca de três vezes a densidade de energia gravimétrica (cerca de 120MJ / kg) do diesel e do GNL e uma densidade de energia volumétrica semelhante à do gás natural. Esses

  1. Altamente eficiente quando comparado a outras fontes de energia

As células de combustível de hidrogênio são mais eficientes do que muitas outras fontes de energia, incluindo muitas soluções de energia verde. Esta eficiência de combustível permite a produção de mais energia por libra de combustível. Por exemplo, uma usina de combustão convencional gera eletricidade com 33-35% de eficiência em comparação com até 65% para células de combustível de hidrogênio. O mesmo vale para veículos, onde as células de combustível de hidrogênio usam 40-60% da energia do combustível, ao mesmo tempo que oferecem uma redução de 50% no consumo de combustível.

  1. Emissões quase zero

As células a combustível de hidrogênio não geram emissões de gases de efeito estufa como as fontes de combustível fóssil, reduzindo a poluição e melhorando a qualidade do ar como resultado.

  1. Reduz pegadas de carbono

Quase sem emissões, as células a combustível de hidrogênio não liberam gases de efeito estufa, o que significa que não deixam pegadas de carbono durante o uso.

  1. Tempo de carregamento rápido

O tempo de carga para unidades de energia de célula de combustível de hidrogênio é extremamente rápido, semelhante ao dos veículos convencionais com motor de combustão interna (ICE) e notavelmente mais rápido em comparação com os veículos elétricos movidos a bateria. Onde os veículos elétricos requerem entre 30 minutos e várias horas para carregar, as células de combustível de hidrogênio podem ser recarregadas em menos de cinco minutos. Esse tempo de carregamento rápido significa que os veículos movidos a hidrogênio oferecem a mesma flexibilidade que os carros convencionais.

  1. Sem poluição sonora

As células a combustível de hidrogênio não produzem poluição sonora como outras fontes de energia renovável, como a energia eólica. Isso também significa que, assim como os carros elétricos, os veículos movidos a hidrogênio são muito mais silenciosos do que aqueles que usam motores convencionais de combustão interna.

  1. Sem poluição visual

Algumas fontes de energia com baixo teor de carbono, incluindo energia eólica e usinas de biocombustíveis, podem ser desagradáveis, no entanto, as células de combustível de hidrogênio não têm os mesmos requisitos de espaço, o que significa que há menos poluição visual também.

  1. Longos tempos de uso

As células a combustível de hidrogênio oferecem maior eficiência em relação aos tempos de uso. Um veículo a hidrogênio tem o mesmo alcance daqueles que usam combustíveis fósseis (cerca de 300 milhas). Isso é superior ao oferecido atualmente por veículos elétricos (EVs), que estão cada vez mais sendo desenvolvidos com unidades de energia de célula de combustível como ‘extensores de alcance’. As células de combustível de hidrogênio também não são afetadas significativamente pela temperatura externa e não se deterioram em climas frios, ao contrário dos EVs. Esta vantagem aumenta ainda mais quando associada aos curtos tempos de carregamento.

  1. Ideal para uso em áreas remotas

Onde as condições locais permitirem, a disponibilidade de hidrogênio por meio da geração e armazenamento local pode ser uma alternativa à energia e aquecimento a diesel em áreas remotas. Isso não apenas reduzirá a necessidade de transportar combustíveis, mas também melhorará a vida daqueles que vivem em regiões distantes, ao oferecer um combustível não poluente obtido de um recurso natural prontamente disponível.

  1. Versatilidade de uso

Conforme a tecnologia avança, as células a combustível de hidrogênio serão capazes de fornecer energia para uma variedade de aplicações fixas e móveis. Os veículos movidos a hidrogênio são apenas um exemplo, mas também podem ser usados ​​em aplicações menores, como produtos domésticos, bem como sistemas de aquecimento em larga escala. Semelhante aos motores ICE, as funções de capacidade de armazenamento de energia (ou seja, o tanque de combustível) e tamanho do motor são desacopladas, em contraste com a energia baseada em bateria (ou seja, para a qual a potência é escalonada linearmente com a massa), proporcionando assim grande flexibilidade no design.

 

  1. Democratização do fornecimento de energia

As células a combustível de hidrogênio têm o potencial de reduzir a dependência de uma nação dos combustíveis fósseis, o que ajudará a democratizar o fornecimento de energia e energia em todo o mundo. Essa maior independência será um benefício para muitos países que atualmente dependem do suprimento de combustível fóssil. Obviamente, isso também evitará o problema do aumento dos preços dos combustíveis fósseis à medida que os estoques diminuem.