Chemie, die Wasserstoff-Brennstoffzellen-Fahrzeugentwicklungen (Op-Ed) fahren

Josh Goldman ist ein Politik-Analytiker in die saubere Fahrzeuge Programm der Union of Concerned Scientists (UCS) und führt Gesetz- und Verordnungsgeber Kampagnen zu entwickeln und fördern Maßnahmen, die helfen verringern US-Öl zu verwenden. Dieser Artikel erschien ursprünglich in der UCS-Blog die Gleichung. Goldman beigetragen haben, diesen Artikel zu LiveScience Experten stimmen: Op-Ed & Einblicke.

Anfang des Monats hatte ich das Privileg, an die 246. amerikanische chemische Gesellschaft nationale Tagung und Ausstellung. Dieses Ereignis bot die Gelegenheit für Chemiker zu Kollektiv Geek, über nicht-oxidative Konvertierungen, Triazollium-basierten ionischen Flüssigkeiten und Rhodium-Katalysatoren – zum Beispiel – und für chemische Versorgungsunternehmen, Apparate zu präsentieren, die angerempelt, gerührt, schüttelte, gedreht, invertiert, injiziert und wirbelte chemische Verbindungen. Dies alles machte wenig Sinn für mich als nicht-Chemiker, käme ich in der Nähe von Einkauf einen Turbo Vortex Verdampfer, nur um zu sagen, ich besitze ein, aber bitte frag mich nicht was es tut.

Was sinnvoll für mich als ein Transport-Politik-Analytiker, allerdings war das erstaunliche Potenzial dieser Studien und Ausrüstung, unsere Transport-Zukunft dynamisch zu beeinflussen, vor allem, wenn es darum geht, Wasserstoff-Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (FCEVs) – eine Technologie, die ein Stück unseres Plans zu schneiden ist projiziert US Ölverbrauch in den nächsten 20 Jahren die Hälfte.

Was ist ein Brennstoffzellenfahrzeug?

Chemiker Harry Gray und Clovis Linkous waren zwei Chemiker traf ich bei ACS, die den nächsten Durchbruch in der Produktion und Speicherung von Wasserstoff forschen – eine Chemikalie, die FCEVs antreiben kann. Diese Fahrzeuge sind batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEV), wie den Nissan LEAF, ähnlich, dass sie ausschließlich mit Strom betrieben werden. Im Gegensatz zu BEVs sind jedoch FCEVs nicht aufgeladen, indem Sie an das Stromnetz anschließen. Verwenden Sie stattdessen FCEVs Wasserstoff zur Stromerzeugung über eine Brennstoffzelle.

Wenn ein Fahrer tritt auf das Gaspedal in ein FCEV, Wasserstoff und Sauerstoff mit der Brennstoffzelle, erhalten die beiden Strom erzeugt, die auch den Motor und Wasser als Nebenprodukt. FCEVs, können daher echte Null-Emissions-Fahrzeuge sein, wenn der Wasserstoff des richtigen Weges Kraftstoffe ist. Reiner Wasserstoffgas tritt nicht natürlich in konzentrierten Mengen, was bedeutet, dass es aus Quellen wie Wasser, natürliche Ga oder Kohle produziert werden muss.

Wie entsteht Wasserstoff als Kraftstoff?

Die Emissionen im Zusammenhang mit der Produktion von Wasserstoff stark variieren je nach der bestimmten Prozess verwendet, weshalb grau und seine "Solar Armee" an eine kostengünstige und emissionsfreien Weg Solarenergie verwenden arbeiten, um Wasser in Wasserstoff umzuwandeln. Während einer der wichtigsten Vorträge Tagung des ACS erklärte grau, dass eine der größten wissenschaftlichen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts ist eine preiswerte Möglichkeit, Sonnenlicht stellen eine praktische Alternative zu Öl zu finden.

Genügend Sonnenlicht fällt auf der Erde in einer Stunde alle Energie der Welt für ein ganzes Jahr zu, aber keine bekannte, stabile Material kann effizient und kostengünstig nutzen Sonnenlicht um Wasser in Wasserstoff umzuwandeln. Um diese Herausforderung zu bewältigen, hat Hunderte von Studenten und Profis für günstige Katalysatoren zu suchen, die Sonnenlicht absorbieren kann grau aufgerufen – eine Kampagne, die wird überprüft, Millionen von Kombinationen der Elemente auf der periodischen Tabelle. Dieses Projekt ermöglicht Studenten, ihre Chemie Fähigkeiten und Methoden, zu verbessern, gleichzeitig eines der heutigen große Energie-Dilemma zu lösen. [Nachhaltige Energie Durchbruch: Wasserstoff als Kraftstoff aus Sonnenlicht]

Ich bevorzuge meine Wasserstoff in Form von Tabletten

Eine weitere verbleibende Herausforderung für Brennstoffzellen-Fahrzeugentwickler ist Wasserstoff an Bord des Fahrzeugs speichern. Da Wasserstoff ein Gas, im Gegensatz zu flüssigen Brennstoff ist, ist eine große Datenmenge erforderlich, im gleichen Abstand wie bei einer Tankfüllung Benzin zu reisen. Dies bedeutet, dass es schwierig ist, genügend Wasserstoff an einem Fahrzeug ermöglichen Fernreisen zu tragen. Dieses Problem kann gelöst werden, jedoch dank der Forschung von Clovis Linkous an der Youngstown State University. Linkous Vortrag einen auf der ACS-Tagung, die detailliert seine Bemühungen um Wasserstoff in Form einer solid-State-Pille umwandeln, die FCEVs weiterhin genügend Wasserstoff um Fahrzeug stark erweitern können.

Der Linkous "Hydrogen on Demand" System basiert auf Lithium Natriumborhydrid (LiHB4) Pillen, die reagieren mit Wasser zu Wasserstoff erzeugen. Lithium Natriumborhydrid speichert Wasserstoff viel dichter als Wasserstoffgas, und nur ein Gramm LiHB4 4,11 Liter Wasserstoffgas bei Standardtemperatur und Druck befreien können. Dies bedeutet, dass FCEVs in der Zukunft "mit Pille-Packs von LiHB4 an einer Station in Ihrer Nähe tanken werden könnte".

Wer produziert Brennstoffzellen-Fahrzeugen?

Natürlich gibt es viele Schritte zwischen der Forschungs- und Entwicklungsphase der FCEV wissenschaftlichen und technischen Forschung und die tatsächliche Umsetzung dieser Technologie in der realen Welt. Die Verbreitung von FCEVs auf unseren Straßen kann aber passieren schneller als Sie denken. Toyota arbeitet an Brennstoffzellen-Technologie mit BMW und will eine neue FCEV auf der Tokio Autoshow im November zu enthüllen. Hyundai wird 1.000 Wasserstoff-Autos in den USA ab 2015 leasen und Renault und Nissan haben eine Partnerschaft mit Daimler und Ford teilen die Kosten für die Entwicklung FCEVs, die, sobald 2017 auf den Markt kommen könnte. Und bis zum Jahr 2015 Honda startet auch eine neue Generation von seiner FCEV, Klarheit, die es in limitierter Stückzahl in Kalifornien leasing wurden genannt.

Mit dem Fortschritt in FCEV Technologie und die Bereitschaft der Autohersteller, diese Fahrzeuge im Maßstab zu produzieren ist Wasserstoff bereit, ein Kraftstoff der Zukunft sein, die in Verbindung mit einem anderen Öl sparenden Lösungen, wie Biokraftstoffe und erhöhte Kraftstoffeffizienz, die uns die Vorteile der einen Hälfte das zukünftige Öl helfen kann.

Goldmans neueste Op-Ed war " Warum bevorzugen die Crash Test Dummies Elektrofahrzeuge ." Dieser Artikel erschien ursprünglich als "Batterien nicht im Lieferumfang enthalten: wie Chemie wird Auswirkungen auf Wasserstoff angetriebene Elektrofahrzeuge" auf dem UCS-BlogThe Equation. Geäußerten Meinungen sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Meinung des Herausgebers. Diese Version des Artikels erschien ursprünglich auf LiveScience.