Ưu điểm của pin nhiên liệu là rất lớn; tuy nhiên, trong bài đăng này, chúng ta sẽ đi sâu vào một số nhược điểm của pin nhiên liệu mà chúng ta cũng cần xem xét trong việc tiêu thụ năng lượng của mình.
Người dân và các quốc gia trên toàn cầu đang ngày càng trở nên lo lắng khi các thách thức về khí hậu ngày càng gia tăng. Các chính phủ trên khắp thế giới đang xem xét nhiều hơn nguồn năng lượng và năng lượng thân thiện với môi trường và lâu dài.
Việc tăng cường triển khai công nghệ tái tạo, chẳng hạn như ô tô điện, là một minh họa điển hình cho tất cả những điều này. Công nghệ pin nhiên liệu là một sự đổi mới khác đang ngày càng phổ biến trên toàn thế giới.
A pin nhiên liệu là một thiết bị tạo ra năng lượng điện và năng lượng nhiệt thông qua việc sử dụng nhiên liệu. Pin nhiên liệu là pin điện hóa biến đổi năng lượng hóa học của nhiên liệu (thường là hydro) và chất oxy hóa (thường là oxy) thành điện năng bằng cách sử dụng một cặp phản ứng oxi hóa khử.
Chúng khác với hầu hết các loại pin ở chỗ cần nguồn nhiên liệu và oxy liên tục (thường là từ không khí) để duy trì phản ứng hóa học.
Ngược lại với pin, pin nhiên liệu không phải là thiết bị lưu trữ năng lượng mà là bộ chuyển đổi năng lượng.
Nhìn từ bên ngoài, pin nhiên liệu hầu như không khác gì động cơ đốt trong. Không giống như động cơ đốt trong, nhiên liệu trong pin nhiên liệu không bị đốt cháy mà chuyển hóa thành điện năng và nhiệt bằng phản ứng hóa học.
Ngày nay, pin nhiên liệu được sử dụng chủ yếu để cung cấp năng lượng. Một trong những ưu điểm là hoạt động không phát thải, do đó đóng vai trò là giải pháp thay thế thân thiện với môi trường cho động cơ đốt trong. Một ưu điểm khác là nhiệt thải sinh ra có thể dễ dàng được sử dụng để sưởi ấm.
Pin nhiên liệu cũng có thể được sử dụng hiệu quả trong di chuyển. Một mặt, chúng cung cấp mật độ năng lượng cao, mặt khác, cho phép nạp đầy bình nhiên liệu nhanh chóng.
Trong lĩnh vực xe thương mại, pin nhiên liệu là thành phần thiết yếu của phương tiện di chuyển trong tương lai, không phải với vai trò thay thế mà là sự kết hợp với pin. Trong các ứng dụng đòi hỏi lượng năng lượng lớn và không gian chật hẹp, riêng pin phải đối mặt với những hạn chế về mặt kỹ thuật.
Trọng lượng cao, cũng như yêu cầu về không gian. Đối với các ứng dụng thương mại và xe hạng nặng, điều này đặt ra câu hỏi về tính phù hợp hàng ngày của điện khí hóa trực tiếp qua pin.
Pin nhiên liệu được thiết kế sao cho mỗi pin nhiên liệu bao gồm 2 điện cực (cực dương và cực âm) được ngăn cách bởi chất điện phân. Các điện cực có tính dẫn điện đối với các electron, trong khi chất điện phân chỉ cho phép một số loại ion nhất định (nguyên tử tích điện) thấm qua.
Pin nhiên liệu có thể tạo ra điện liên tục miễn là nhiên liệu và oxy được cung cấp. Giống như bất kỳ nguồn năng lượng nào, pin nhiên liệu đều có những ưu điểm và nhược điểm. Tuy nhiên, trong bài viết này chúng tôi sẽ trình bày chi tiết những nhược điểm của pin nhiên liệu, bạn cần cân nhắc khi sử dụng pin nhiên liệu.
Mục lục
9 Nhược điểm của pin nhiên liệu
Các cuộc tranh luận vẫn tiếp tục về ưu điểm và nhược điểm của pin nhiên liệu, nhưng bất chấp những hạn chế hiện tại, pin nhiên liệu, ở một mức độ lớn, vẫn là giải pháp thay thế thân thiện với môi trường cho nhiên liệu hóa thạch và có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng và động cơ đẩy linh hoạt, mật độ cao cho phạm vi rộng. của các nhà máy công nghiệp và các phương thức vận tải.
Tuy nhiên, có một số hạn chế về nhiên liệu mà chúng ta cần xem xét.
Do đó, được liệt kê và thảo luận dưới đây là một số nhược điểm, hạn chế và thách thức của pin nhiên liệu.
- Loại bỏ hydro
- Đầu tư phát triển
- Bộ sưu tập hydro
- Rất dễ cháy
- Chi phí nguyên vật liệu
- Tổng chi tiêu
- Nền tảng
- Vấn đề pháp lý
- Khó khăn trong quản lý
1. Loại bỏ hydro
Mặc dù là nguyên tố phong phú nhất trong Vũ trụ, hydro không tự tồn tại; nó phải được thu thập từ chất lỏng thông qua quá trình điện phân hoặc tách khỏi nhiên liệu hóa thạch carbon.
Mỗi phương pháp này nhất thiết đòi hỏi một lượng năng lượng đáng kể để thực hiện. Năng lượng này có thể nhiều hơn năng lượng thu được từ chính hydro và có thể cắt cổ.
Hơn nữa, việc loại bỏ này thường đòi hỏi phải sử dụng nhiên liệu hóa thạch, làm suy yếu hiệu quả môi trường của hydro do thiếu khả năng thu giữ và lưu trữ carbon.
2. Đầu tư phát triển
Pin nhiên liệu hydro cần được tài trợ để phát triển đến mức chúng trở thành nguồn năng lượng thực sự khả thi. Điều này cũng đòi hỏi ý chí chính trị để chi tiền và thời gian cho việc phát triển nhằm nâng cao và phát triển công nghệ.
Nhưng sau đó, thách thức toàn cầu hay rào cản trong việc phát triển năng lượng hydro bền vững và phổ biến là cách tốt nhất để xây dựng chuỗi cung và cầu theo hệ thống số lượng và cách thức hiệu quả nhất về chi phí.
3. Thu thập hydro
Việc vận chuyển và lưu trữ hydro khó khăn hơn nhiều so với việc vận chuyển và lưu trữ khí thiên nhiên và than đá.
Kết quả là sẽ phát sinh thêm chi phí khi sử dụng pin nhiên liệu làm nguồn điện.
4. Cực kỳ dễ cháy
Hydro là nguồn nhiên liệu rất dễ cháy nên đòi hỏi mức độ an toàn cao.
Khí hydro bốc cháy trong khí quyển ở nồng độ từ 4 đến 75%, khí hydro bốc cháy trong khí quyển.
5. Chi phí nguyên vật liệu
Các nguyên liệu thô như iridium và bạch kim thường được sử dụng làm chất xúc tác trong pin nhiên liệu và một số loại máy điện phân nước, điều này cho thấy chi phí ban đầu của pin nhiên liệu và điện phân nước có thể rất cao.
Chi phí cao này ngăn cản một số cá nhân đầu tư vào công nghệ pin nhiên liệu. Những chi phí như vậy cần phải được giảm bớt để biến pin nhiên liệu thành nguồn nhiên liệu khả thi cho tất cả mọi người.
Do đó, để biến pin nhiên liệu trở thành nguồn năng lượng khả thi và khả thi cho mọi người, những mức giá này phải giảm xuống.
6. Tổng chi tiêu
So với các nguồn năng lượng khác bao gồm năng lượng mặt trời, pin nhiên liệu hiện có giá cao hơn trên mỗi đơn vị năng lượng. Tuy nhiên, có thể có sự chuyển đổi khi công nghệ phát triển; chi phí này là một hạn chế đối với việc sử dụng chung hydro mặc dù nó hiệu quả hơn một khi được tạo ra, mặc dù nó hiệu quả hơn sau khi được tạo ra.
Khoản chi tiêu này tác động đến giá cả trong tương lai, chẳng hạn như giá xe chạy bằng hydro, gây khó khăn cho việc chấp nhận rộng rãi vào thời điểm hiện tại.
7. Nền tảng
Vì nhiên liệu hóa thạch đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ nên khuôn khổ cho nguồn năng lượng này đã tồn tại. Việc chấp nhận rộng rãi công nghệ pin nhiên liệu cho các ứng dụng ô tô sẽ đòi hỏi một cơ sở hạ tầng cung cấp mới.
Tuy nhiên, đối với các ứng dụng đường dài chẳng hạn như ứng dụng cho phương tiện giao hàng và HGV, việc cung cấp nhiên liệu từ đầu đến cuối có thể được sử dụng.
8. Các vấn đề về quy định
Ngoài ra còn có các vấn đề pháp lý liên quan đến khuôn khổ thể hiện các mô hình triển khai thương mại.
Nếu không có khung pháp lý rõ ràng để cho phép các dự án thương mại hiểu được cơ sở chi phí và doanh thu của chúng, các dự án thương mại có thể gặp khó khăn trong việc đạt được quyết định đầu tư tài chính (FID).
9. Khó khăn trong quản lý
Có những hạn chế hơn nữa do các vấn đề pháp lý liên quan đến chức năng của nó phản ánh các kịch bản ứng dụng công nghiệp.
Các liên doanh thương mại có thể cố gắng duy trì chiến lược đầu tư kinh tế nếu không có cơ cấu pháp lý cụ thể cho phép họ đạt được các mục tiêu về chi phí và lợi ích.
Kết luận
Những thách thức này của pin nhiên liệu xác nhận thực tế rằng chúng ta vẫn cần tiếp tục nghiên cứu sử dụng pin nhiên liệu để nhận ra toàn bộ tiềm năng của pin nhiên liệu như một yếu tố quyết định chính cho hệ thống năng lượng khử cacbon trong tương lai và giải pháp cơ bản cho các yêu cầu năng lượng toàn cầu của chúng ta, cũng như cũng như góp phần bảo vệ và bảo tồn môi trường.
Khuyến nghị
- Ô tô chạy bằng hydro ở Ấn Độ – Những suy đoán, sự thật và kế hoạch
. - 7 tác động môi trường của pin lithium-ion trên xe điện
. - 24 Ưu điểm và nhược điểm của nhiên liệu hydro
. - Mục tiêu tan chảy năng lượng sạch: Vai trò của hóa chất đặc biệt
. - 8 công nghệ thúc đẩy thiết kế thành phố xanh cho thành phố thông minh và một tương lai bền vững
Ahamefula Ascension là Nhà tư vấn bất động sản, Nhà phân tích dữ liệu và người viết nội dung. Ông là người sáng lập Quỹ Hope Ablaze và tốt nghiệp chuyên ngành Quản lý Môi trường tại một trong những trường cao đẳng danh tiếng trong nước. Anh ấy bị ám ảnh bởi Đọc, Nghiên cứu và Viết.