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Polymerelektrolytbrennstoffzelle

Überblick

Quelle: Labors von Margaret Workman und Kimberly Frye - Depaul University

Die Vereinigten Staaten eine große Menge an Energie verbraucht – der aktuelle Satz beträgt jährlich rund 97,5 Billiarden Btu. Die überwiegende Mehrheit (90 %) dieser Energie stammt aus nicht erneuerbaren Energiequellen. Diese Energie dient für Strom (39 %), Transport (28 %), Industrie (22 %) und Wohn-/Geschäfts-verwenden (11 %). Wie die Welt eine begrenzte Menge an dieser nicht-erneuerbaren Quellen hat, baut der Vereinigten Staaten (unter anderem) die Verwendung von erneuerbaren Energiequellen auf zukünftigen Energiebedarf zu decken. Eine dieser Quellen ist Wasserstoff.

Wasserstoff gilt als eine mögliche erneuerbare Energiequelle, weil sie viele wichtige Kriterien erfüllen: Es ist im Inland zur Verfügung, es hat nur wenige Schadstoffe, Energie effizient, und es ist einfach zu nutzen. Wasserstoff ist das häufigste Element im Universum, ist es nur in zusammengesetzten Form auf der Erde gefunden. Zum Beispiel wird es mit Sauerstoff im Wasser als H2O. kombiniert Als Kraftstoff nützlich zu sein, muss es in der Form von H2 Gas. Wenn Wasserstoff als Kraftstoff für Autos oder andere elektronische Geräte verwendet werden soll, muss daher H2 zuerst gemacht werden. Thusly, Wasserstoff oft ein "Energieträger" anstatt "Kraftstoff." nennt

Derzeit ist die beliebteste Art, H2 Gas zu machen von fossilen Brennstoffen durch Dampfreformierung von Kohlenwasserstoffen oder Kohlevergasung. Dies verringert nicht die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und energieintensiv. Eine selten verwendete Methode ist durch Elektrolyse von Wasser. Dies erfordert auch eine Energiequelle, aber es ist eine erneuerbare Energiequelle, wie Wind- oder Sonnenenergie. Bei Elektrolyse ist Wasser (H2O) in seine Bestandteile, Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2), durch eine elektrochemische Reaktion gespalten. Das Wasserstoffgas gemacht durch den Prozess der Elektrolyse kann dann in ein Proton Exchange Membrane (PEM) Brennstoffzelle, Erzeugung von elektrischem Strom verwendet werden. Dieser elektrische Strom kann verwendet werden, um Motoren, Beleuchtung und andere elektrische Geräte anzutreiben.

Verfahren

1. benutzen den Elektrolyseur Wasserstoffgas produzieren

  1. Richten Sie den Elektrolyseur (Abbildung 3).
  2. Richten Sie die Gasflaschen-Sammlung, ist sicherstellen, dass das destillierte Wasser-Niveau in der äußere Zylinder 0-Marke (Abbildung 4).
  3. Schließen Sie den Elektrolyseur an Sammlung Gasflaschen (Abbildung 5).
  4. Ein Solar-Panel an den Elektrolyseur über Jumper Kabel anschließen und direktem Sonnenlicht (Abbildung 6

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Ergebnisse

Während der Elektrolyse-Verfahren Wasserstoff und Sauerstoff erzeugt werden, sobald das Solarpanel angeschlossen und dem Sonnenlicht ausgesetzt ist. Es dauert ca. 10 min zu erzeugen genug H2 Gas um den inneren Zylinder (Tabelle 1) zu füllen. Beachten Sie, dass gibt es doppelt so viel H2 O2, generiert, wie in der ausgeglichenen Gleichung zu sehen:

2 H2O(l) → 2 H2(g) + O2(g)

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Anwendung und Zusammenfassung

Wasserstoff ist ein flexibler Kraftstoff. Es kann vor Ort in kleinen Mengen für den lokalen Gebrauch oder in großen Mengen an einem zentralen Standort hergestellt werden. Der Wasserstoff kann dann verwendet werden, zur Stromerzeugung mit nur Wasser als Nebenprodukt (vorausgesetzt, eine erneuerbare Energiequelle, wie eine Windkraftanlage verwendet wurde, um das Wasserstoffgas zu generieren). Beispielsweise hat das Wind2H2-Projekt in Boulder, Colorado, Windturbinen und Solarzellen an Elektrolyseure, die Wasserstoffgas au..

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pringen zu...

0:00

Overview

1:16

Principles of Hydrogen Fuel Cells

4:31

Using an Electrolyzer to Produce Hydrogen Gas

6:01

Fuel Cell Operation

6:46

Applications

9:18

Summary

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