Jacob Hoover
0 
3298
619
Har du noen gang sett en Ecobus? Sjekk ut disse alternative bilene for drivstoffkjøretøy for å lære mer. iStockphoto / Thinkstock Når våre energibehov vokser, blir også vår avhengighet av fossile brensler. Frykten for å tømme ressurser og økt avhengighet av utenlandsk olje har imidlertid kastet søkelyset på alternative energikilder, for eksempel brenselceller. I stedet for å brenne drivstoff, fungerer de ved å generere strøm gjennom en kjemisk reaksjon. En brenselcelle bruker en positiv elektrode (katoden) og en negativ elektrode (anoden) med en elektrolytt i mellom for å lede ladede partikler. Forskere har kjent til brenselceller i mer enn et århundre, og NASA brukte dem faktisk på 1960-tallet på Apollo-romfartøyet, og senere på romfergen.
En av de mest effektive typene brenselceller er den faste oksidbrenselcellen (SOFC). I en SOFC blir oksygen sendt gjennom katoden, og frigjør negativt ladede oksygenioner som går gjennom elektrolytten fra katoden til anoden. Ved anoden møter ionene en brennstoffgass og reagerer, og frigjør elektroner (samt vann, karbondioksid og varme). Dette skaper strøm av brukbar strøm. Flere brenselceller settes sammen i en serie kjent som en stabel.
Ikke bare produserer SOFC-er færre utslipp, de er også omtrent to til tre ganger mer effektive enn forbrenningsmetoder. En fordel som SOFC-er har over brenselceller med hydrogen er drivstofffleksibilitet - SOFC-er kan kjøre på en rekke drivstoff, inkludert hydrogen og biodrivstoff. De bruker også billigere keramisk materiale i stedet for edle metaller, i motsetning til andre brenselceller. De er heller ikke avhengige av å gjenbruke bortkastet varme (kalt kombinert varme- og kraftordninger). På grunn av disse mange fordelene har SOFC-er allerede vist seg nyttige for oppvarming av bygninger.
Imidlertid har mange begrensninger begrenset bruken av dem i stor skala i ting som biler. SOFC-er er veldig store og veldig varme. Den høye temperaturen gir høyere effektivitet, men det gir også tekniske problemer. Typiske SOFC-er som har vært på markedet, for eksempel Bloom Energy Server (kjent som Bloom Box), bruker tykke elektrolytter i brenselcellene for å legge til strukturell støtte. Men dette medfører mer elektrisk motstand som må overvinnes av høye temperaturer.
I 2011 kunngjorde imidlertid forskere ved University of Maryland utviklingen ved å bruke en ny design og forskjellige materialer for elektrolytten som gir mulighet for en mye mindre størrelse. Forskerne reduserte også driftstemperaturen betydelig til 650 grader Celsius (1202 grader Fahrenheit), ned fra 900 grader Celsius (1652 grader Fahrenheit). Dette senker kostnadene for isolasjonsmaterialene, som er nødvendige for å redusere tiden systemet trenger å varme opp.
Selv om brenselceller med hydrogen har fått mye oppmerksomhet i media som fremtiden for alternative energibiler, mener mange at SOFC-er faktisk har mest potensiale for transport. Selv om utviklingen fortsetter å gjøre SOFC mer praktisk å bruke i kjøretøy, kunne vi se biler som kombinerer elbilbatteriet med SOFC-teknologien.