Cameron Merritt
0 
3396
120
Už jste někdy viděli Ecobus? Podívejte se na tyto obrázky alternativních palivových vozidel a získejte více informací. iStockphoto / Thinkstock S rostoucí energetickou náročností roste i naše závislost na fosilních palivech. Obava z vyčerpání zdrojů a zvýšená závislost na cizí ropě však vrhla pozornost na alternativní zdroje energie, jako jsou palivové články. Namísto spalování paliva fungují tak, že vyrábějí elektřinu chemickou reakcí. Palivový článek používá kladnou elektrodu (katoda) a zápornou elektrodu (anoda) s elektrolytem mezi sebou pro vedení nabitých částic. Vědci věděli o palivových článcích více než století a NASA je skutečně použila v 60. letech na kosmické lodi Apollo a později na raketoplánu.
Jedním z nejúčinnějších typů palivových článků je palivový článek na bázi pevného oxidu (SOFC). V SOFC je kyslík posílán katodou a uvolňuje záporně nabité kyslíkové ionty, které procházejí elektrolytem z katody do anody. Na anodě ionty naráží na topný plyn a reagují a uvolňují elektrony (stejně jako vodu, oxid uhličitý a teplo). Tím se vytvoří proud použitelné elektřiny. Více palivových článků je sestaveno do série známé jako komín.
SOFC nejenže produkují méně emisí, ale jsou také dvakrát až třikrát účinnější než metody vnitřního spalování. Jednou výhodou, kterou mají SOFC oproti vodíkovým palivovým článkům, je flexibilita paliva - SOFC mohou běžet na různých palivech, včetně vodíku a biopaliv. Na rozdíl od jiných palivových článků používají spíše levnější keramický materiál než drahé kovy. Nespoléhají ani na opětovné využití odpadního tepla (tzv. Schémata kombinované výroby tepla a elektřiny). Díky těmto četným výhodám se již SOFC osvědčily při vytápění budov.
Mnoho omezení však omezilo jejich použitelnost v širokém měřítku u věcí, jako jsou automobily. Konkrétně jsou SOFC velmi velké a velmi horké. Vysoká teplota umožňuje vyšší účinnost, ale také představuje technické problémy. Typické SOFC, které byly na trhu, jako je Bloom Energy Server (známý jako Bloom Box), používají silné palivové články k doplnění strukturální podpory. To však způsobuje větší elektrický odpor, který je třeba překonat vysokými teplotami.
V roce 2011 však vědci z University of Maryland oznámili vývoj pomocí nového designu a různých materiálů pro elektrolyt, které umožňují mnohem menší velikost. Vědci také úspěšně snížili provozní teplotu na 650 stupňů Celsia (1202 stupňů Fahrenheita), z 900 stupňů Celsia (1652 stupňů Fahrenheita). Tím se snižují náklady na izolační materiály, které jsou nezbytné pro zkrácení doby, po kterou se systém potřebuje zahřát.
Přestože vodíkové palivové články získaly velkou pozornost médií jako budoucnost automobilů s alternativní energií, mnozí se domnívají, že SOFC mají ve skutečnosti největší potenciál pro dopravu. Například, i když vývoj pokračuje ve zvyšování praktičnosti SOFC pro použití ve vozidlech, mohli jsme vidět automobily, které kombinují baterii elektrického automobilu s technologií SOFC.