Creativitate tehnică - pile de combustie

Afirmaţia ca civilizaţia şi cultura modernă de tip occidental nu poate exista fără energie şi prin existenţa ei este un mare consumator de energie a devenit o axiomă.

Producerea energiei se bazează în prezent, în proporţie de 80 % pe combustibili conventionali fosili: cărbune, hidrocarburi, gaze naturale. Din păcate, geologii ne avertizează că rezervele mondiale cunoscute astăzi sunt limitate la circa 250 – 300 de ani. Cercetătorii şi-au îndreptat atenţia către alte surse de energie naturale denumite şi neconvenţionale, ca de exemplu: eoliene, solare, hidraulice, geotermale, mareice, atomice. Aceste energii nu sunt disponibile în orice moment, deci atunci când este nevoie de ele, fiind variabile, imprevizibile şi în general netransportabile la locul de producere către cel de utilizare.

Una din directiile alternative de obtinere a energiei electrice o constituie conversia electrochimica, adica transformarea directa, nepoluantà si silentioasa, a energiei chimice continute intr-o mare varietate de substante, in cea mai avantajoasa forrna de energie, energia electric. Acest proces de conversie are loc in aparate si dispozitive numite generic Surse sau Pile Electrochimice de Energie Electrică

Unele aspecte legând pilele electrice cu combustie, ca o alternativă posibilă pentru viitor, plecând de la o descoperire din anul 1936 ( datorită lui Grove), care a fost dezvoltată în cadrul programului misiunilor spaţiale, s-a ajuns astăzi la posibilităţi de utilizare pe o scară mult mai largă a acestor surse neconvenţionale de energie.

Lucrarea de faţă prezintă câteva aspecte legate de utilizarea pilelor de combustie pentru producerea energiei electrice, prezentând o machetă a unui vehicul care funcţionează cu hidrogen, precum şi două lucrări de la laborator legate de pilele de combustie.

PILA DE COMBUSTIE

PILA DE COMBUSTIE este un sistem electrochimic care converteşte energia chimică in energie electrică.Combustibilul ( sursa de energie) este situata la anod ( = electrod pozitiv al unei plie electrice, al unui aparat de electroliză), iar la catod ( = electrod prin care iese curentul electric continuu de conducţie dintr-o baie de electroliză, la polul negativ al sursei) se află oxidantul. Spre deosebire de baterie, care este un sistem închis, pila consumă combustibilul de la anod prin oxidare electrochimică generând curent electric continuu de joasă tensiune.

Pilele de combustie pot fi incadrate in sistemele energetice de tip “soft” datorita urmätoarelor caracteristici:

- produc curent electic continuu la tensiuni scàzute si intensitati medii care poate fi folosit direct de catre utilizatorii finali.

- nu produc poluarea mediului;

- functioneaza linistit, farä vibratii sau zgomote, neavind elemente in miscare, etc.

2.1.REALIZAREA PILEI DE COMBUSTIE

PILA DE COMBUSTIE este compusă din doi electrozi separaţi separat de un electrolit şi care sunt conectaţi intr-un circuit extern. Anodul este alimentat cu combustibili gazoşi, aici are loc oxidarea lor directa iar catodul este alimentat cu un oxidant (de exemplu oxigenul din aer). Electrozii trebuie să fie impermeabili, aşadar au o structură poroasă. Electrolitul trebuie sa aibă o permeabilitate cât mai scăzută