24 Kebaikan dan Keburukan Bahan Api Hidrogen

Air dan elektrik dihasilkan sebagai hasil sampingan daripada interaksi kimia antara gas hidrogen dan oksigen di dalam sel bahan api, yang menggerakkan sel bahan api hidrogen.

Walaupun ramai yang percaya bahawa kuasa hidrogen akan mencetuskan a revolusi tenaga bersih pada 1990-an dan awal 2000-an, dunia baharu tenaga hidrogen tidak pernah direalisasikan. Infrastruktur merupakan penghalang penting kepada majoriti sumber tenaga baharu.

Kos pengeluaran yang tinggi, kecekapan pengeluaran dan pengeluaran yang rendah serta keperluan penyimpanan dan pengangkutan yang mencabar telah menghalang sel bahan api hidrogen daripada digunakan secara meluas dalam kereta pengguna.

Bagi mereka yang mampu membeli infrastruktur yang diperlukan untuk menyokongnya, sel bahan api hidrogen lebih masuk akal untuk aplikasi perindustrian. Faedah dan kelemahan menggunakan sel bahan api hidrogen untuk menggerakkan peralatan pengendalian bahan akan dibincangkan dalam artikel ini.

Kebaikan dan Keburukan Bahan Api Hidrogen

S / Tidak.Kelebihan Bahan Api HidrogenKelemahan Bahan Api Hidrogen
1.Kepelbagaian Penggunaan
Sel bahan api hidrogen akan dapat membekalkan tenaga untuk pelbagai aplikasi pegun dan mudah alih seiring dengan perkembangan teknologi.
Kenderaan yang dipandu oleh hidrogen hanyalah satu contoh; produk yang lebih kecil seperti barangan isi rumah dan sistem pemanasan berskala besar juga boleh menggunakan hidrogen.
Berbeza dengan kuasa berasaskan bateri, yang menskalakan kuasa secara linear dengan jisim, kapasiti penyimpanan tenaga (iaitu, tangki bahan api) dan saiz enjin dipisahkan dalam loji kuasa ICE, menawarkan kebebasan reka bentuk yang ketara.
Pengekstrakan Hidrogen
Unsur yang paling banyak di alam semesta, hidrogen, adalah gas lengai yang perlu diekstrak daripada berasaskan karbon. bahan api fosil atau pulih daripada air melalui elektrolisis.
Kedua-dua operasi ini memerlukan sejumlah besar tenaga untuk diselesaikan.
Selain mahal, tenaga ini mungkin lebih besar daripada yang diperoleh daripada hidrogen itu sendiri.
Tambahan pula, pengekstrakan ini biasanya memerlukan penggunaan bahan api fosil, yang menjejaskan kelayakan alam sekitar hidrogen jika tiada CCS.
2.Masa Penggunaan yang Lama
Kecekapan masa penggunaan yang lebih besar disediakan oleh sel bahan api hidrogen.
Kenderaan hidrogen boleh bergerak sejauh 300 batu, iaitu jarak yang sama dengan kenderaan bahan api fosil.
Ini lebih baik daripada apa yang telah disediakan oleh kenderaan elektrik (EV), yang sedang dibangunkan dengan unit kuasa sel bahan api sebagai "pemanjangan jarak" semakin banyak.
Selain itu, suhu di luar mempunyai sedikit kesan pada sel bahan api hidrogen, dan mereka tidak merosot dalam iklim sejuk.
Manfaatnya diperkuatkan apabila digabungkan dengan tempoh pengecasan pantas.
Pelaburan Diperlukan
Pelaburan diperlukan untuk pembangunan sel bahan api hidrogen ke tahap di mana ia merupakan sumber tenaga yang benar-benar praktikal.
Untuk memajukan dan mematangkan teknologi, kemahuan politik juga mesti ditunjukkan untuk menumpukan masa dan sumber yang diperlukan untuk pembangunan.
Ringkasnya, kesukaran dunia dalam pembangunan tenaga hidrogen yang ada di mana-mana dan mampan ialah memikirkan cara paling ekonomik mencipta rantaian "bekalan dan permintaan" sekeping demi sekeping.
3. Kekuatan dan kecekapan tenaga yang lebih besar berbanding dengan bahan api fosil
Teknologi sel bahan api hidrogen menyediakan sumber tenaga yang sangat padat dan cekap.
Daripada semua bahan api biasa, hidrogen mempunyai kandungan tenaga yang paling tinggi.
Hidrogen gas dan cecair bertekanan tinggi mempunyai ketumpatan tenaga isipadu yang setanding dengan gas asli dan kira-kira tiga kali ganda ketumpatan tenaga gravimetrik (sekitar 120 MJ/kg) LNG dan diesel.
Kos Bahan Mentah
Oleh kerana logam berharga seperti iridium dan platinum kerap diperlukan sebagai pemangkin dalam beberapa jenis elektrolisis air dan sel bahan api, kos awal sel bahan api boleh menjadi tinggi.
Sesetengah orang telah mengelak daripada melabur dalam teknologi sel bahan api hidrogen kerana kosnya yang terlalu tinggi.
Untuk menjadikan sel bahan api hidrogen sebagai sumber bahan api yang praktikal untuk semua orang, perbelanjaan ini mesti dikurangkan.
4. Sangat Cekap jika Berbanding Sumber Tenaga Lain
Berbanding dengan banyak sumber tenaga lain, termasuk banyak pilihan tenaga hijau, sel bahan api hidrogen adalah lebih cekap.
Dengan kecekapan bahan api ini, lebih banyak tenaga boleh dihasilkan untuk setiap paun bahan api yang digunakan.
Sebagai contoh, kecekapan penjanaan elektrik menggunakan loji janakuasa berasaskan pembakaran konvensional adalah antara 33–35%, manakala sel bahan api hidrogen boleh mencapai sehingga 65%.
Begitu juga, sel bahan api hidrogen dalam kereta mengurangkan penggunaan bahan api sebanyak 50% sambil menggunakan 40–60% tenaga yang terkandung dalam bahan api.
Isu Kawal Selia
Halangan juga mengelilingi perkara undang-undang tentang struktur yang menentukan model penggunaan komersial.
Dengan ketiadaan rangka kerja kawal selia yang jelas yang memudahkan pemahaman asas kos dan hasil, usaha niaga komersial mungkin menghadapi kesukaran untuk mencapai keputusan pelaburan kewangan (FID).
5. Mudah untuk pengangkutan berat dan kereta api
Memandangkan pendorong hidrogen masih agak baharu, pengangkutan tugas berat dan jalan kereta api adalah dua industri yang mungkin praktikal untuk menggunakannya dengan segera.
Jika bateri elektrik digunakan sebagai ganti enjin pembakaran dalam kenderaan ini, bateri perlu sangat besar, berat dan mengambil masa yang sangat lama untuk dicas.
Sebaliknya, hidrogen memberikan faedah sistem pendorong yang lebih padat, pengisian bahan api yang cepat dan jarak pemanduan yang panjang.
Ia boleh dicaj di dok di sepanjang lebuh raya yang paling banyak digunakan oleh armada HGV, tanpa memerlukan pembinaan rangkaian pengedaran kapilari, atau di semua stesen kereta api utama.
Kos Keseluruhan
Pada masa ini, sel bahan api hidrogen adalah lebih mahal bagi setiap unit kuasa daripada sumber tenaga lain, seperti panel solar.
Walaupun hidrogen lebih cekap setelah dicipta, kos kini menjadi penghalang kepada penggunaannya yang meluas.
Ini mungkin berubah mengikut kemajuan teknologi.
Penggunaan meluas pada masa ini tidak mungkin disebabkan oleh kesan perbelanjaan ini ke atas perbelanjaan masa depan, seperti kos kereta yang menggunakan hidrogen.
Penggunaan sel bahan api hidrogen adalah lebih mahal daripada menggunakan sumber tenaga lain kerana kerumitan proses pembuatan bahan api hidrogen.
Pengurus armada mesti memastikan bahawa penjimatan buruh yang besar berbanding asid plumbum mengimbangi kos infrastruktur dan bahan api hidrogen apabila memutuskan sumber tenaga yang perlu disertakan dalam peralatan pengendalian bahan.
6. Digunakan untuk Menguasai Kapal Angkasa
Kuasa dan kecekapan tenaga hidrogen menjadikannya bahan api yang sempurna untuk kapal angkasa. 
Kerana kuasanya yang besar, kapal angkasa mungkin dilancarkan dengan pantas dalam misi penerokaan.
Ia juga merupakan sumber tenaga paling selamat untuk digunakan untuk tugasan yang memerlukan banyak tenaga.
Sebenarnya, tenaga hidrogen adalah tiga kali lebih kuat daripada bahan api yang diperoleh daripada bahan api fosil seperti petrol. Sebaik-baiknya, ini bermakna menggunakan kurang hidrogen untuk menyelesaikan tugas yang besar.
Selain itu, ia menyediakan kuasa motif untuk aplikasi kenderaan, bot, kereta dan sel bahan api yang tidak bergerak atau mudah alih.
Hakikat bahawa menyimpan hidrogen dalam tangki kriogenik atau tekanan tinggi pada dasarnya adalah mustahil adalah kelemahan untuk menggunakan hidrogen dalam kereta.
Penyimpanan Hidrogen
Hidrogen memerlukan penyimpanan dan pengangkutan yang lebih canggih daripada bahan api fosil.
Ini menunjukkan bahawa menggunakan sel bahan api hidrogen sebagai sumber tenaga mungkin disertai dengan perbelanjaan tambahan.
Walaupun hidrogen boleh disimpan dalam bentuk cecair pada suhu kriogenik atau sebagai gas dalam tangki tekanan tinggi, ia hanya boleh disimpan dalam bentuk gas untuk digunakan dalam sel bahan api trak angkat.
Tenaga hilang sepanjang proses penyimpanan hidrogen menggunakan salah satu kaedah.
Kira-kira 13% daripada jumlah tenaga hidrogen mesti digunakan untuk memampatkannya; dan mencairkannya untuk kehilangan kira-kira 40% tenaganya.
Logam mungkin terhakis jika gas hidrogen berjaya melepaskan diri daripada terkurungnya.
Ini akibatnya boleh menyebabkan logam tercemar ini menjadi rapuh dan lebih berkemungkinan pecah.
Perniagaan yang pada masa ini menggunakan kuasa hidrogen mempunyai dua pilihan: jika mereka memerlukan kuantiti bahan api yang lebih besar, mereka mesti membina loji, atau mereka boleh membekalkan gas hidrogen kepada mereka melalui treler tiub. 
7.Masa Pengecasan Cepat
Jika dibandingkan dengan kenderaan elektrik berkuasa bateri, masa pengecasan unit kuasa sel bahan api hidrogen adalah lebih pantas.
Ia setanding dengan kereta enjin pembakaran dalaman (ICE) tradisional.
Sel bahan api hidrogen boleh dicas semula dalam masa kurang daripada lima minit, tetapi kenderaan elektrik memerlukan banyak jam untuk mengecas sepenuhnya.
Kerana masa pengecasannya yang cepat, kereta berkuasa hidrogen menawarkan tahap kebebasan yang sama seperti kereta biasa.
Infrastruktur
Memandangkan bahan api fosil telah digunakan selama bertahun-tahun, infrastruktur yang diperlukan untuk membekalkan kuasa ini sudah sedia ada.
Walaupun pengisian bahan api dari permulaan hingga akhir dijangka digunakan untuk aplikasi jarak jauh seperti untuk trak penghantaran dan HGV, penggunaan meluas teknologi sel bahan api hidrogen untuk aplikasi automotif akan memerlukan infrastruktur pengisian bahan api baharu untuk menyokongnya.
8.Tiada Pencemaran Bunyi
Tidak seperti sumber tenaga boleh diperbaharui lain seperti kuasa angin, sel bahan api hidrogen tidak menyebabkan pencemaran bunyi.
Ini menunjukkan bahawa kenderaan yang dijana oleh hidrogen jauh lebih senyap daripada yang menggunakan enjin pembakaran dalaman tradisional, sama seperti kereta elektrik.
Sangat mudah terbakar
Memandangkan hidrogen adalah bahan api yang sangat mudah terbakar, kebimbangan keselamatan adalah munasabah. Gas yang mengandungi hidrogen terbakar dalam udara dalam kepekatan antara 4 dan 75%.
9.Hidrogen ialah sumber tenaga yang fleksibel dan bersih yang boleh membantu dengan pelan tenaga sifar karbon
Kerana semua yang dihasilkan semasa operasi sel bahan api hidrogen adalah haba dan air, ia merupakan sumber tenaga yang bersih secara intrinsik.
Menghasilkan hidrogen tidak memerlukan banyak tanah, tidak seperti kuasa hidro atau biofuel.
NASA telah menyiasat penggunaan hidrogen sebagai sumber dan bahkan telah menggunakan air yang dicipta sebagai hasil sampingan untuk menyediakan air minuman kepada angkasawan.
Ini menunjukkan bahawa sel bahan api hidrogen adalah alternatif yang sangat baik kepada arang batu, gas asli dan kuasa nuklear kerana ia adalah sumber bahan api bukan toksik yang juga lebih mudah diperoleh.
Dengan mengimbangi mod bekalan yang tidak menentu dengan keperluan pengguna akhir yang menuntut, pengeluaran, penyimpanan dan penggunaan hidrogen akan memainkan peranan penting dalam menggalakkan pembangunan selanjutnya sumber tenaga boleh diperbaharui dan menghalang keperluan untuk pelaburan awal yang besar dalam peningkatan infrastruktur grid.
Tenaga Hidrogen Tidak Dapat Mengekalkan Penduduk
Walaupun hidrogen adalah banyak, penggunaan meluasnya dihadkan oleh perbelanjaan pengekstrakannya.
Anda faham bahawa sukar untuk mengubah quo sedia ada.
Planet ini masih dikendalikan oleh tenaga bahan api fosil.
Selain itu, tiada rangka kerja disediakan untuk menjamin tenaga hidrogen yang berpatutan dan mampan untuk pemilik kereta biasa pada masa hadapan.
Walaupun hidrogen boleh didapati secara meluas sekarang, ia akan mengambil masa bertahun-tahun untuk menggantikan sumber tenaga lain kerana kereta dan stesen minyak perlu diubah suai untuk memenuhi peraturan untuk hidrogen.
Ini akan menelan belanja yang besar.
Kerana tenaga hidrogen tersedia secara meluas dan kesannya kebanyakannya diabaikan, hidrogen sememangnya merupakan sumber yang boleh diperbaharui.
Walau bagaimanapun, untuk memisahkan hidrogen daripada oksigen, perniagaan yang menghasilkannya memerlukan sumber tenaga tidak boleh diperbaharui tambahan, seperti bahan api fosil seperti arang batu, gas asli dan minyak.
Mengguna pakai tenaga hidrogen boleh membantu kita mengurangkan terlalu bergantung pada bahan api fosil, tetapi menghapuskannya daripada sistem akan menjadi sukar.
10.Tiada Pencemaran Penglihatan
Manakala beberapa sumber tenaga rendah karbon, termasuk tenaga angin dan biofuel loji kuasa, boleh menjadi tidak sedap dipandang, sel bahan api hidrogen memerlukan lebih sedikit kawasan, jadi terdapat juga kurang pencemaran visual.
11.Boleh Diperbaharui dan Sedia Tersedia
Unsur yang paling banyak di alam semesta, khususnya hidrogen banyak dan boleh diperbaharui, menjadikannya sesuai untuk permintaan karbon sifar masa hadapan kami untuk gabungan bekalan haba dan kuasa.
walaupun dengan kesukaran yang terlibat dalam mengekstraknya daripada air.
12.Sesuai untuk Digunakan di Kawasan Terpencil
Hidrogen yang dihasilkan secara tempatan dan disimpan boleh terbukti sebagai pengganti yang berdaya maju untuk elektrik berasaskan diesel dan pemanasan di tempat yang jauh, dengan syarat keadaan tempatan membenarkan.
Ini bukan sahaja akan mengurangkan keperluan untuk pengangkutan bahan api, tetapi ia juga akan meningkatkan kualiti hidup bagi penduduk yang tinggal di kawasan terpencil dengan menyediakan bahan api yang bebas daripada bahan pencemar dan diperoleh daripada sumber semula jadi yang mudah diakses.
13.Hampir Sifar Pelepasan
Kerana sel bahan api hidrogen tidak dilepaskan gas rumah hijau ke atmosfera seperti sumber bahan api fosil lakukan, pencemaran dikurangkan dan kualiti udara bertambah baik.
14.Pendemokrasian Bekalan Kuasa
Kebergantungan sesebuah negara terhadap bahan api fosil mungkin dikurangkan dengan penggunaan sel bahan api hidrogen, yang akan menyumbang kepada pendemokrasian global sumber tenaga dan kuasa.
Banyak negara yang kini bergantung kepada ketersediaan bahan api fosil akan mendapat manfaat daripada kemerdekaan yang lebih baik ini. Sememangnya, apabila bekalan berkurangan, ini juga akan menghalang isu kenaikan harga bahan api fosil.
15.Mengurangkan Jejak Karbon
Sel bahan api hidrogen mempunyai hampir sifar pelepasan, bermakna apabila ia digunakan, ia tidak mempunyai jejak karbon.
Kebaikan dan Keburukan Bahan Api Hidrogen

Kesimpulan

Sebagai kesimpulan, tenaga hidrogen menawarkan beberapa faedah dan kelemahan. Hidrogen boleh menjadi sumber tenaga yang bersih dan boleh diperbaharui, tetapi sebelum ia digunakan secara meluas, kos pengeluaran dan penyimpanannya mesti dikurangkan.

Dalam bentuk semasa, tenaga hidrogen tidak praktikal kerana kos yang tinggi dan kekurangan infrastruktur.

Walau bagaimanapun, bidang ini semakin mendapat perhatian, dan pembiayaan sedang diperuntukkan untuk menangani kesukarannya. Sebagai contoh, Kesatuan Eropah membiayai inisiatif yang setanding dengan ini dengan USD 5.2 bilion, dan Amerika Syarikat hanya menjanjikan USD 52.5 juta untuk pembangunan hidrogen.

Kerajaan di seluruh dunia boleh menggunakan hidrogen sebagai sumber tenaga yang mampan dan mampu milik pada masa hadapan jika mereka memilihnya.

Cadangan

Editor at EnvironmentGo! | providenceamaechi0@gmail.com | + siaran

Seorang pencinta alam sekitar yang didorong oleh semangat. Penulis kandungan utama di EnvironmentGo.
Saya berusaha untuk mendidik orang ramai tentang alam sekitar dan masalahnya.
Ia sentiasa mengenai alam semula jadi, kita harus melindungi bukan memusnahkan.

Sila tinggalkan balasan anda

Alamat email anda tidak akan disiarkan.