I vantaggi delle celle a combustibile sono enormi; tuttavia, in questo post approfondiremo alcuni svantaggi delle celle a combustibile che dobbiamo considerare anche nel nostro consumo energetico.
Le persone e i paesi di tutto il mondo sono sempre più preoccupati mentre le sfide climatiche acquistano slancio. I governi di tutto il mondo stanno esaminando di più fonti di energia e di produzione di energia rispettose dell’ambiente e a lungo termine.
La maggiore implementazione delle tecnologie rinnovabili, come le auto elettriche, è un buon esempio di tutto ciò. La tecnologia delle celle a combustibile è un’altra innovazione che sta guadagnando popolarità in tutto il mondo.
A cella a combustibile è un dispositivo che genera energia elettrica ed energia termica attraverso l'utilizzo di un combustibile. Le celle a combustibile sono celle elettrochimiche che trasformano l'energia chimica di un combustibile (solitamente idrogeno) e di un agente ossidante (solitamente ossigeno) in elettricità utilizzando una coppia di reazioni redox.
Si distinguono dalla maggior parte delle batterie perché necessitano di una fonte continua di carburante e ossigeno (regolarmente dall'aria) per mantenere la reazione chimica.
A differenza delle batterie, le celle a combustibile non sono dispositivi di accumulo dell’energia, ma convertitori di energia.
Dall’esterno le celle a combustibile difficilmente si differenziano dai motori a combustione. A differenza di un motore a combustione interna, il carburante nella cella a combustibile non viene bruciato ma convertito in elettricità e calore mediante una reazione chimica.
Al giorno d'oggi, le celle a combustibile vengono utilizzate principalmente per l'alimentazione elettrica. Uno dei vantaggi è il funzionamento a emissioni zero, che costituisce quindi un'alternativa ecologica ai motori a combustione interna. Un altro vantaggio è che il calore residuo generato può essere facilmente utilizzato per il riscaldamento.
Le celle a combustibile possono essere utilizzate efficacemente anche nella mobilità. Da un lato garantiscono un'elevata densità di energia, dall'altro consentono un rapido rifornimento del serbatoio del carburante.
Nel settore dei veicoli commerciali, le celle a combustibile rappresentano una componente essenziale della mobilità futura non in alternativa, ma in combinazione con le batterie. Nelle applicazioni in cui sono necessarie grandi quantità di energia e lo spazio è prezioso, le batterie da sole devono affrontare limitazioni tecniche.
Il peso è elevato, così come lo spazio richiesto. Per le applicazioni commerciali e i veicoli pesanti, ciò mette in discussione l’idoneità quotidiana dell’elettrificazione diretta tramite batterie.
Una cella a combustibile è progettata in modo tale che ciascuna cella a combustibile sia costituita da 2 elettrodi (anodo e catodo) separati da un elettrolita. Gli elettrodi sono conduttivi per gli elettroni, mentre l'elettrolita è permeabile solo per un certo tipo di ioni (atomi elettricamente carichi).
Le celle a combustibile possono generare elettricità ininterrottamente finché vengono forniti combustibile e ossigeno. Come ogni fonte di energia, le celle a combustibile presentano vantaggi e svantaggi. Tuttavia, in questo articolo presenteremo in dettaglio gli svantaggi delle celle a combustibile, che dovrai considerare nel tuo utilizzo delle celle a combustibile.
Sommario
9 Svantaggi della cella a combustibile
Continuano i dibattiti sui vantaggi e gli svantaggi delle celle a combustibile, ma nonostante le attuali limitazioni, le celle a combustibile, in larga misura, sono ancora un'alternativa ecologica ai combustibili fossili e possono essere utilizzate per fornire energia flessibile e ad alta densità e propulsione per un'ampia gamma degli impianti industriali e delle modalità di trasporto.
Tuttavia, ci sono alcune limitazioni al carburante che dobbiamo considerare.
Pertanto, elencati e discussi di seguito sono alcuni svantaggi, inconvenienti e sfide delle celle a combustibile.
- Rimozione dell'idrogeno
- Investimenti per lo sviluppo
- Raccolta dell'idrogeno
- Estremamente infiammabile
- Costo materie prime
- Spesa complessiva
- Fondazione
- Problemi normativi
- Difficoltà nell'amministrazione
1. Rimozione dell'idrogeno
Pur essendo l’elemento più abbondante nell’Universo, l’idrogeno non esiste da solo; deve essere raccolto dal liquido mediante elettrolisi o separato dai combustibili fossili di carbonio.
Ciascuno di questi metodi richiede necessariamente una notevole quantità di energia per essere realizzato. Questa energia può essere superiore a quella acquisita dall’idrogeno stesso, oltre ad essere esorbitante.
Inoltre, questa rimozione richiede solitamente l’uso di combustibili fossili, minando l’efficienza ambientale dell’idrogeno a causa dell’apparente mancanza di cattura e stoccaggio del carbonio.
2. Investimenti per lo sviluppo
Le celle a combustibile a idrogeno necessitano di finanziamenti per essere sviluppate fino al punto in cui diventino una fonte di energia realmente valida. Ciò richiederà anche la volontà politica di investire tempo e denaro nello sviluppo per potenziare e sviluppare la tecnologia.
Ma poi, la sfida globale o l’ostacolo allo sviluppo di un’energia da idrogeno sostenibile e diffusa è il modo migliore per costruire la catena di domanda e offerta nel modo e nel sistema quantitativo più economicamente vantaggiosi.
3. Raccolta dell'idrogeno
Il trasporto e lo stoccaggio dell’idrogeno sono molto più difficili del trasporto e dello stoccaggio gas naturale e carbone.
Di conseguenza, ci sono spese aggiuntive legate all’utilizzo delle celle a combustibile come fonte di energia.
4. Estremamente infiammabile
L'idrogeno è una fonte di carburante altamente infiammabile, che richiede un elevato livello di attenzione in termini di sicurezza.
L'idrogeno gassoso si accende nell'atmosfera a concentrazioni comprese tra il 4 e il 75%, l'idrogeno gassoso si accende nell'atmosfera.
5. Costo delle materie prime
Materie prime come l’iridio e il platino sono generalmente necessarie come catalizzatori nelle celle a combustibile e in alcuni tipi di elettrolizzatori ad acqua, il che indica che il costo iniziale delle celle a combustibile e dell’elettrolisi dell’acqua può essere esorbitante.
Questo costo elevato impedisce ad alcuni individui di investire nella tecnologia delle celle a combustibile. Tali costi devono essere ridotti per rendere le celle a combustibile una fonte di combustibile valida per tutti.
Quindi, per rendere le celle a combustibile una fonte di energia praticabile e fattibile per tutti, questi prezzi devono essere ridotti.
6. Spesa complessiva
Rispetto ad altre fonti di energia comprese energia solare, le celle a combustibile attualmente costano di più per unità di energia. Tuttavia, potrebbe verificarsi un cambiamento con lo sviluppo della tecnologia; questo costo è una limitazione all'uso generale dell'idrogeno anche se è più efficace una volta creato, anche se è più efficiente dopo essere stato generato.
Questa spesa ha un impatto sui prezzi futuri, come il prezzo dei veicoli alimentati a idrogeno, rendendo difficile al momento l’accettazione diffusa.
7. Fondazione
Poiché i combustibili fossili vengono utilizzati da decenni, il contesto per questa fonte di energia esiste già. La diffusa accettazione della tecnologia delle celle a combustibile per le applicazioni automobilistiche richiederà una nuova infrastruttura di rifornimento.
Tuttavia, per le applicazioni a lunga distanza, come quelle per i veicoli per le consegne e i veicoli pesanti, potrebbe essere utilizzato il rifornimento dall’inizio alla fine.
8. Questioni normative
Esistono anche problemi normativi riguardanti il quadro che rappresenta i modelli di diffusione commerciale.
Senza quadri normativi chiari che consentano ai progetti commerciali di comprendere la propria base di costi e ricavi, i progetti commerciali possono avere difficoltà a raggiungere una decisione di investimento finanziario (FID).
9. Difficoltà amministrative
Esistono ulteriori vincoli imposti dalle questioni normative coinvolte nel suo funzionamento che riflettono scenari di applicazione industriale.
Le imprese commerciali possono sforzarsi di mantenere una strategia di investimento economico se non esistono strutture giuridiche specifiche che consentano loro di raggiungere i propri obiettivi di costi e benefici.
Conclusione
Queste sfide delle celle a combustibile confermano il fatto che dobbiamo ancora portare avanti il nostro lavoro nell’uso delle celle a combustibile per realizzare il pieno potenziale delle celle a combustibile come fattore chiave per un futuro sistema energetico decarbonizzato e soluzione fondamentale per il nostro fabbisogno energetico globale, come nonché contribuire a proteggere e conservare l’ambiente.
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Ahamefula Ascension è un consulente immobiliare, analista di dati e scrittore di contenuti. È il fondatore della Hope Ablaze Foundation e un laureato in gestione ambientale in uno dei prestigiosi college del paese. È ossessionato dalla lettura, dalla ricerca e dalla scrittura.