Paul Sparks
0 
2789
253
Har du nogensinde set en Ecobus? Se disse alternative billeder af brændstofkøretøjer for at lære mere. iStockphoto / Thinkstock Når vores energibehov vokser, bliver vores afhængighed af fossile brændstoffer også. Frygten for at nedbryde ressourcer og en øget afhængighed af fremmed olie har imidlertid kastet lyset på alternative energikilder, f.eks. Brændselsceller. I stedet for at brænde brændstof, fungerer de ved at generere elektricitet gennem en kemisk reaktion. En brændselscelle bruger en positiv elektrode (katoden) og en negativ elektrode (anoden) med en elektrolyt imellem til ledning af ladede partikler. Forskere har kendt til brændselsceller i mere end et århundrede, og NASA brugte dem faktisk i 1960'erne på Apollo-rumfartøjet og derefter senere på rumfærgen.
En af de mest effektive typer brændselsceller er fastoxidbrændselscellen (SOFC). I en SOFC sendes ilt gennem katoden, hvilket frigiver negativt ladede iltioner, der passerer gennem elektrolytten fra katoden til anoden. Ved anoden støder ionerne på en brændstofgas og reagerer og frigiver elektroner (såvel som vand, kuldioxid og varme). Dette skaber en strøm med brugbar elektricitet. Flere brændselsceller sættes sammen i en serie kendt som en stabel.
Ikke kun producerer SOFC'er færre emissioner, de er også omkring to til tre gange mere effektive end forbrændingsmetoder. En fordel, som SOFC'er har over brintbrændselsceller, er brændstoffleksibilitet - SOFC'er kan køre på en række forskellige brændstoffer, herunder brint og biobrændstoffer. De bruger også billigere keramisk materiale snarere end ædelmetaller, i modsætning til andre brændselsceller. De er heller ikke afhængige af at genbruge spildvarme (kaldet kombineret varme- og kraftordninger). På grund af disse mange fordele har SOFC'er allerede vist sig nyttige til opvarmning af bygninger.
Imidlertid har adskillige begrænsninger begrænset deres anvendelighed i stor skala i ting som biler. SOFC'erne er nemlig meget store og meget varme. Den høje temperatur muliggør højere effektivitet, men det udgør også tekniske problemer. Typiske SOFC'er, der har været på markedet, såsom Bloom Energy Server (kendt som Bloom Box), bruger tykke elektrolytter i brændselscellerne for at tilføje strukturel understøttelse. Men dette medfører mere elektrisk modstand, som skal overvindes af høje temperaturer.
I 2011 meddelte forskere ved University of Maryland imidlertid udviklingen ved hjælp af et nyt design og forskellige materialer til elektrolytten, der giver mulighed for en meget mindre størrelse. Forskerne reducerede med succes også driftstemperaturen markant til 650 grader Celsius (1202 grader Fahrenheit), ned fra 900 grader Celsius (1652 grader Fahrenheit). Dette sænker omkostningerne til isoleringsmaterialerne, hvilket er nødvendigt for at reducere den tid, systemet har brug for at varme op.
Selvom brintbrændselsceller har fået meget opmærksomhed i medierne som fremtiden for alternative energibiler, mener mange, at SOFC'er faktisk har det største potentiale for transport. Selvom udviklingen fortsat gør SOFC'er mere praktiske til brug i køretøjer, kunne vi se biler, der kombinerer elbilbatteriet med SOFC-teknologi.