Jak ogniwa paliwowe poprawiają zrównoważony rozwój akumulatorów litowo-jonowych

2025-03-26

Wzrost temperatur atmosferycznych zagraża bioróżnorodności, powoduje podnoszenie się poziomu mórz i tak dramatycznie zmienia pogodę, że drastyczne zmiany klimatu można teraz wykryć w dowolnym dniu. Naukowcy i inżynierowie zajmujący się ochroną środowiska pracują nad poprawą efektywności energetycznej, niezawodności i bezpieczeństwa, a energia odnawialna stała się fundamentem zrównoważonego rozwoju.

Obecne badania nad akumulatorami litowo-jonowymi i ogniwami paliwowymi na wodór przyciągają coraz większe zainteresowanie naukowców i opinii publicznej. Do 2025 roku globalny rynek akumulatorów litowo-jonowych ma wzrosnąć do 100 miliardów USD; w tym samym czasie globalny rynek ogniw paliwowych na wodór również ma przekroczyć 10 miliardów USD.

Badania nad obiecującymi rozwiązaniami w zakresie dekarbonizacji koncentrują się na rozwiązywaniu problemów związanych z używaniem akumulatorów litowo-jonowych i ogniw paliwowych na wodór w celu dekarbonizacji przemysłu motoryzacyjnego.

Wraz z rosnącą popularnością pojazdów elektrycznych produkcja akumulatorów litowo-jonowych przeżywa rozkwit. W tym samym czasie ogniwa paliwowe na wodór są często wykorzystywane jako źródło energii do magazynowania energii w transporcie, budynkach i systemach sieciowych.

Obsługa pojazdu elektrycznego jest bardziej zrównoważona niż silnika spalinowego, ale akumulatory litowo-jonowe zawierają materiały katodowe, takie jak lit, kobalt, grafit i nikiel, które przechodzą procesy wydobycia i produkcji, które emitują gazy cieplarniane. Zostały zaprojektowane, aby pomieścić więcej energii w mniejszych urządzeniach, co zwiększa ryzyko zapłonu w przypadku sprężenia lub pęknięcia.

Ogniwa paliwowe są bezpieczniejszym, wolnym od emisji źródłem energii. Urządzenia o zerowej emisji netto generują energię elektryczną poprzez reakcje chemiczne, z wodorem jako głównym reagentem.

Ogniwa paliwowe: poprawa efektywności energetycznej akumulatorów litowo-jonowych

Te dwie zaawansowane technologie nie wykluczają się nawzajem, ponieważ ogniwa paliwowe mają potencjał do zwiększenia mocy akumulatorów litowo-jonowych. W przypadku pojazdów elektrycznych ogniwa paliwowe na wodór mogą poprawić zasięg jazdy i rozwiązać problemy z tankowaniem, jednocześnie zmniejszając emisję gazów cieplarnianych związanych z akumulatorami litowo-jonowymi.

W dodatku do wykorzystania wodoru do generowania i przechowywania energii elektrycznej, ogniwa paliwowe mogą poprawić napędy akumulatorów litowo-jonowych w następujący sposób:

1. Generować energię elektryczną o zerowej emisji, aby uruchamiać samochody i akcesoria pojazdów 2. Przechowywać energię do hamowania regeneracyjnego i dodawać elektryczne silniki trakcyjne do napędu kół 3. Ładować akumulatory zapasowe. Akumulatory litowo-jonowe zawsze będą kluczowym elementem w pojazdach elektrycznych, niezależnie od tego, jak źródło zasilania i silnik są zintegrowane, ale nie są doskonałe. Pojazdy elektryczne zasilane wyłącznie ogniwami paliwowymi na wodór również napotykają pewne wyzwania.

Akumulatory litowo-jonowe i ogniwa paliwowe na wodór są z natury niezdolne do pracy na długich dystansach pod dużymi obciążeniami, co sprawia, że przyspieszanie i hamowanie stają się coraz trudniejsze. Pojazdy elektryczne z ogniwami paliwowymi na wodór mają również problem z niestabilnym wydobyciem mocy podczas przyspieszania. Jednakże, ponieważ ogniwa paliwowe na wodór mogą generować i przechowywać energię elektryczną samodzielnie, istnieje wiele możliwości wykorzystania ich pełnego potencjału do uzupełnienia energii akumulatorów litowych.

W czasach dramatycznych zmian klimatycznych zrównoważony rozwój nigdy nie był ważniejszy – przejście na transport o zerowej emisji to idealny obszar, aby rozpocząć redukcję emisji gazów cieplarnianych. Rozwój ogniw paliwowych na wodór mógłby ułatwić rozwój akumulatorów litowo-jonowych, a tym samym przekształcić zieloną przyszłość energii motoryzacyjnej.