As vantagens das células de combustível são enormes; entretanto, neste post, vamos nos aprofundar em algumas desvantagens das células a combustível que precisamos considerar também em nosso consumo de energia.
As pessoas e os países de todo o mundo estão cada vez mais preocupados à medida que os desafios climáticos ganham força. Os governos de todo o mundo estão a analisar mais fontes de geração de energia e energia ecológicas e de longo prazo.
O aumento da implementação de tecnologias renováveis, como os carros eléctricos, é uma boa ilustração de tudo isto. A tecnologia de células de combustível é outra inovação que está ganhando popularidade em todo o mundo.
A célula de combustível é um dispositivo que gera energia elétrica e energia térmica através da utilização de um combustível. As células de combustível são células eletroquímicas que transformam a energia química de um combustível (geralmente hidrogênio) e um agente oxidante (geralmente oxigênio) em eletricidade usando um par de reações redox.
Eles são diferentes da maioria das baterias por necessitarem de uma fonte contínua de combustível e oxigênio (regularmente do ar) para manter a reação química.
Ao contrário das baterias, as células de combustível não são dispositivos de armazenamento de energia, mas sim conversores de energia.
Do lado de fora, as células de combustível dificilmente diferem dos motores de combustão. Ao contrário de um motor de combustão interna, o combustível na célula de combustível não é queimado, mas convertido em eletricidade e calor através de uma reação química.
Hoje em dia, as células de combustível são usadas principalmente para fornecimento de energia. Uma das vantagens é o seu funcionamento com emissões zero, servindo assim como uma alternativa amiga do ambiente aos motores de combustão interna. Outra vantagem é que o calor residual gerado pode ser facilmente utilizado para aquecimento.
As células de combustível também podem ser utilizadas eficazmente na mobilidade. Por um lado, proporcionam alta densidade energética e, por outro, permitem o reabastecimento rápido do tanque de combustível.
No sector dos veículos comerciais, as células de combustível são uma componente essencial da mobilidade futura, não como alternativa, mas em combinação com baterias. Em aplicações onde são necessárias grandes quantidades de energia e o espaço é escasso, as baterias por si só enfrentam limitações técnicas.
O peso é alto, assim como a necessidade de espaço. Para aplicações comerciais e veículos pesados, isto põe em causa a adequação diária da eletrificação direta através de baterias.
Uma célula de combustível é projetada de forma que cada célula de combustível consista em 2 eletrodos (ânodo e cátodo) separados por um eletrólito. Os eletrodos são condutores de elétrons, enquanto o eletrólito só é permeável a um certo tipo de íons (átomos eletricamente carregados).
As células de combustível podem gerar eletricidade continuamente enquanto houver combustível e oxigênio. Como qualquer fonte de energia, as células a combustível têm suas vantagens e desvantagens. No entanto, neste artigo, apresentaremos em detalhes as desvantagens das células de combustível que você precisará considerar ao usá-las.
Conteúdo
9 Desvantagens da célula de combustível
Os debates continuam sobre as vantagens e desvantagens das células de combustível, mas apesar das limitações actuais, as células de combustível, em grande medida, ainda são uma alternativa amiga do ambiente aos combustíveis fósseis e podem ser utilizadas para fornecer energia e propulsão flexível e de alta densidade para uma vasta gama de plantas industriais e modos de transporte.
No entanto, existem algumas limitações ao combustível que precisamos considerar.
Portanto, listados e discutidos abaixo estão algumas desvantagens, desvantagens e desafios das células de combustível.
- Remoção de Hidrogênio
- Investimento para o Desenvolvimento
- Coleta de Hidrogênio
- Extremamente inflamável
- Custo de matérias-primas
- Despesas Gerais
- Foundation
- Questões Regulamentares
- Dificuldades na Administração
1. Remoção de Hidrogênio
Apesar de ser o elemento mais abundante no Universo, o hidrogénio não existe por si só; deve ser coletado do líquido por meio de eletrólise ou separado dos combustíveis fósseis de carbono.
Cada um desses métodos requer necessariamente uma quantidade significativa de energia para ser realizado. Essa energia pode ser superior à adquirida do próprio hidrogênio, além de ser exorbitante.
Além disso, esta remoção exige normalmente a utilização de combustíveis fósseis, comprometendo a eficiência ambiental do hidrogénio devido à aparente falta de captura e armazenamento de carbono.
2. Investimento para o Desenvolvimento
As células de combustível de hidrogénio necessitam de financiamento para serem desenvolvidas até ao ponto em que se tornem uma fonte de energia genuinamente viável. Isto também exigirá vontade política para gastar dinheiro e tempo no desenvolvimento para melhorar e desenvolver a tecnologia.
Mas então, o desafio global ou obstáculo ao desenvolvimento da energia do hidrogénio sustentável e generalizada é a melhor forma de construir a cadeia de abastecimento e procura da forma e do sistema de quantidade mais rentáveis.
3. Coleta de Hidrogênio
O transporte e armazenamento de hidrogénio é muito mais difícil do que transportar e armazenar gás natural e carvão.
Como resultado, há despesas extras envolvidas no uso de células de combustível como fonte de energia.
4. Extremamente inflamável
O hidrogênio é uma fonte de combustível altamente inflamável, que exige um alto nível de atenção em termos de segurança.
O gás hidrogênio inflama na atmosfera em concentrações que variam de 4 a 75 por cento, o gás hidrogênio inflama na atmosfera.
5. Custo de matérias-primas
Matérias-primas como irídio e platina são normalmente necessárias como catalisadores em células de combustível e em alguns tipos de eletrolisadores de água, o que indica que o custo inicial das células de combustível e da eletrólise da água pode ser exorbitante.
Este alto custo impede que alguns indivíduos invistam em tecnologia de células de combustível. Tais custos precisam ser reduzidos para tornar as células de combustível uma fonte de combustível viável para todos.
Assim, para tornar as células de combustível uma fonte de energia viável e exequível para todos, estes preços devem ser reduzidos.
6. Despesas Gerais
Em comparação com outras fontes de energia, incluindo energia solar, as células de combustível custam atualmente mais por unidade de energia. No entanto, poderá haver uma mudança à medida que a tecnologia se desenvolve; este custo é uma limitação ao uso geral do hidrogénio, embora seja mais eficaz uma vez criado, mesmo que seja mais eficiente depois de gerado.
Esta despesa tem impacto nos preços futuros, como o preço dos veículos movidos a hidrogénio, dificultando a aceitação generalizada neste momento.
7. Fundação
Como os combustíveis fósseis são utilizados há décadas, o enquadramento para esta fonte de energia já existe. A ampla aceitação da tecnologia de células de combustível para aplicações automotivas exigirá uma nova infraestrutura de reabastecimento.
No entanto, para aplicações de longa distância, como as de veículos de entrega e veículos pesados, o abastecimento de combustível do início ao fim poderia ser utilizado.
8. Questões Regulamentares
Existem também problemas regulamentares relativos ao quadro que representa os modelos de implantação comercial.
Sem quadros regulamentares claros que permitam aos projectos comerciais compreender a sua base de custos e receitas, os projectos comerciais podem ter dificuldades para alcançar uma decisão de investimento financeiro (FID).
9. Dificuldades de Administração
Existem ainda outras restrições impostas por questões regulatórias envolvidas no seu funcionamento que refletem cenários de aplicação industrial.
Os empreendimentos comerciais podem esforçar-se por manter uma estratégia de investimento económico se não existirem estruturas jurídicas específicas que lhes permitam atingir os seus objectivos de custos e benefícios.
Conclusão
Estes desafios das células de combustível validam o facto de que ainda precisamos de continuar o nosso trabalho na utilização de células de combustível para concretizar todo o potencial das células de combustível como um facilitador chave para um futuro sistema energético descarbonizado e uma solução fundamental para as nossas necessidades energéticas globais, como bem como ajudar a proteger e conservar o meio ambiente.
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Ahamefula Ascension é consultor imobiliário, analista de dados e redator de conteúdo. Ele é o fundador da Hope Ablaze Foundation e graduado em Gestão Ambiental em uma das prestigiadas faculdades do país. Ele é obcecado por leitura, pesquisa e escrita.