Fonte: Laboratori di Margaret Workman e Kimberly Frye - Depaul University

Gli Stati Uniti consumano una grande quantità di energia – il tasso attuale è di circa 97,5 quadrilioni di BTU all'anno. La stragrande maggioranza (90%) di questa energia proviene da fonti di combustibile non rinnovabili. Questa energia viene utilizzata per l'elettricità (39%), i trasporti (28%), l'industria (22%) e l'uso residenziale / commerciale (11%). Poiché il mondo ha una fornitura limitata di queste fonti non rinnovabili, gli Stati Uniti (tra gli altri) stanno espandendo l'uso di fonti di energia rinnovabile per soddisfare le future esigenze energetiche. Una di queste fonti è l'idrogeno.

L'idrogeno è considerato una potenziale fonte di combustibile rinnovabile, perché soddisfa molti criteri importanti: è disponibile a livello nazionale, ha pochi inquinanti nocivi, è efficiente dal punto di vista energetico ed è facile da sfruttare. Mentre l'idrogeno è l'elemento più abbondante nell'universo, si trova solo in forma composta sulla Terra. Ad esempio, è combinato con l'ossigeno in acqua come H₂O. Per essere utile come combustibile, deve essere sotto forma di gas H_2. Pertanto, se l'idrogeno deve essere utilizzato come carburante per auto o altri dispositivi elettronici, H₂ deve essere prodotto prima. Pertanto, l'idrogeno è spesso chiamato un "vettore energetico" piuttosto che un "carburante".

Attualmente, il modo più popolare per produrre gas H₂ è da combustibili fossili, attraverso il reforming a vapore di idrocarburi o la gassificazione del carbone. Ciò non riduce la dipendenza dai combustibili fossili ed è ad alta intensità energetica. Un metodo meno utilizzato è l'elettrolisi dell'acqua. Ciò richiede anche una fonte di energia, ma può essere una fonte rinnovabile, come l'energia eolica o solare. Nell'elettrolisi, l'acqua (H₂O) viene divisa nelle sue parti componenti, idrogeno gassoso (H₂) e ossigeno gassoso (O₂), attraverso una reazione elettrochimica. L'idrogeno gassoso prodotto attraverso il processo di elettrolisi può quindi essere utilizzato in una cella a combustibile a membrana a scambio protonico (PEM), generando una corrente elettrica. Questa corrente elettrica può essere utilizzata per alimentare motori, luci e altri dispositivi elettrici.

1. Utilizzo dell'elettrolizzatore per produrre idrogeno gassoso

1. Impostare l'elettrolizzatore (Figura 3).
2. Impostare le bombole di raccolta del gas, assicurandosi che il livello dell'acqua distillata nella bombola esterna sia al segno 0 (Figura 4).
3. Collegare l'elettrolizzatore alle bombole di raccolta del gas (Figura 5).
4. Collegare un pannello solare all'elettrolizzatore utilizzando fili jumper ed esporre alla luce solare diretta (

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