Na przestrzeni ostatnich lat wyraźnie widać, że wciąż rośnie zapotrzebowanie na alternatywne źródła energii pozwalające zmniejszyć emisję spalin i gazów cieplarnianych. Wśród obiecujących rozwiązań tego rodzaju z pewnością są wodorowe ogniwa paliwowe.
Technologię tę uważa się za bardziej przyjazną środowisku niż inne paliwa i postrzega jako przyszłość przemysłu motoryzacyjnego, w którym odnawialne źródła energii będą odgrywać kluczową rolę. Co warto o nich wiedzieć?
Ogniwa paliwowe wodorowe — nowa technologia napędu samochodów
Podczas pracy silników spalinowych powstaje wysoka emisja CO2 oraz innych szkodliwych związków. Technologia ogniwa paliwowego wiąże się z wytwarzaniem energii elektrycznej. Wykorzystane jest tu zjawisko elektrolizy, w której na skutek reakcji chemicznej między tlenem i wodorem powstaje tylko jeden produkt uboczny – woda.
Ogniwo paliwowo-wodorowe ma prostą konstrukcję i składa się tak naprawdę z kilku elementów. Są to dwie elektrody, czyli anoda (ujemna) i katoda (dodatnia) oraz membrana wymiany protonów pełniąca rolę katalizatora. Wprowadzony do ogniwa wodór rozkłada się na protony i elektrony. Protony przechodzą przez membranę, a elektrony trafiają do obwodu zewnętrznego w postaci prądu. Protony wodoru i tlen z powietrza łączą się tworząc parę wodną.
Wielofunkcyjność i wydajność ogniwa paliwowego wodorowego
Najczęściej ogniwa paliwowe wodorowe kojarzą się z branżą motoryzacyjną i rzeczywiście jest w nich pod tym względem spory potencjał. Znajdą jednak zastosowanie także w innych dziedzinach. Technologia paliwa wodorowego może być wykorzystana w generatorach energii, gdzie ważna jest niska emisja i niezawodność. Sprawdzi się również na przykład w centrach danych czy zakładach przemysłowych. Wodór może być wykorzystany tam, gdzie niezbędny jest stały dostęp do energii jak obiekty wojskowe i szpitale.
Do największych zalet ogniw paliwowych wodorowych zalicza się wysoką sprawność energetyczną, trwałość i doskonałą wydajność. To budzi zainteresowanie branży transportowej, zwłaszcza jeśli w grę wchodzi ciężki transport jak statki, samoloty i ciężarówki.
Perspektywy rozwoju technologii wodorowych
Wykorzystanie wodoru jest istotne dla globalnej transformacji energetycznej, co widać w zainteresowaniu tą technologią rządów i międzynarodowych organizacji. Powstają strategie tworzenia infrastruktury do produkcji i magazynowania wodoru. Wyzwaniem pozostaje sama produkcja tego pierwiastka, która odbywa się z wykorzystaniem paliw kopalnianych. Docelowo elektroliza powinna odbywać się z zastosowaniem wodoru pochodzącego z odnawialnych źródeł energii, co zoptymalizowałoby cały proces.
Na popularności zyskuje wodorowy napęd, który znalazł zastosowanie we wspomnianym już transporcie. Punkty ładowania są dostępne m.in. w Polsce, choć obecnie ich liczba jest dość mocno ograniczona. Wraz z rozwojem infrastruktury chętnych na to rozwiązanie będzie przybywać.
Potencjał ogniwa paliwowego wodorowego w sektorze energetycznym
Jednym z obszarów, w jakich ogniwa paliwowe wodorowe mają duży potencjał, jest sektor energetyczny. W przyszłości może stać się dobrą alternatywą dla gazu ziemnego, zapewniając moce zapasowe odnawialnym źródłom energii. Jednym z rozwiązań o jakich się myśli coraz częściej jest możliwość magazynowania energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych. Ponadto dzięki wodorowi pochodząca ze źródeł odnawialnych energia ma być przesyłana na duże odległości. W 2020 roku Unia Europejska przygotowała „Strategię wodorową dla neutralnej klimatycznie Europy”. Według założeń do 2050 roku wodór ma być powszechnie stosowanym źródłem energii w UE i być zeroemisyjny. Pomimo więc pewnych trudności technologicznych wodór wydaje się mieć szanse na zostanie jednym z paliw przyszłości zapewniając jednocześnie zmniejszenie emisji oraz efektywność energetyczną.
