. HVOR MANGE SOLCELLEPANELER TAGER DET FOR AT FYLDE EN BRINTBIL? - ENERGI

Hvor mange solcellepaneler tager det for at fylde en brintbil?

Toyota Mirai brintbrændstofstation
Toyota

Stanford-forskere finder ud af en måde at få brint ud af havvand på. Gør det noget?

Hver gang ordene "brint brændstof" dukker op, vil jeg råbe i fed skrift med, at hvis det laves gennem elektrolyse, "HYDROGEN ER IKKE EN BRÆNDSTOFF, ER DET EN BATTERI!" Og kom op, det har i Fast Company, hvor Adele Peters skriver videnskabsmænd lige fundet en ny måde at fremstille brændstof fra havvand på.

fremstilling af brint

© Stanford University Billedkredit: Med tilladelse fra H. Dai, Yun Kuang, Michael Kenney

Hun beskriver en ny forbedring, hvor brint nu kan elektrolyseres fra havvand uden at anoder opløses på grund af saltet. Stanford-forskere regnede med, hvordan de skulle belægge anoden for at forhindre, at den korroderer, ifølge pressemeddelelsen:

Forskerne opdagede, at hvis de belagte anoden med lag, der var rige på negative ladninger, frastød lagene chlorid og bremsede forfaldet af det underliggende metal .... Uden den negativt ladede belægning fungerer anoden kun i ca. 12 timer på havvand ifølge Michael Kenney, en kandidatstuderende i Dai-laboratoriet og co-lead forfatter på papiret. Hele elektroden falder sammen i en smuldre, sagde Kenney. Med med dette lag er det i stand til at gå mere end tusinde timer.

Peters hos Fast Company skriver:

Brændstoffet kunne teoretisk bruges i vid udstrækning i transport, fra biler til fly ... Brintbrændselsceller kan også opbevare elektricitet fra kraftværker eller lagre energi i huse.

Dette er hvad der gør mig gal. Ok, det er sandt, at vi har en masse saltvand omkring. Men det ændrer ikke fysik eller kemi for, hvor meget energi det tager at opdele vand til brint og ilt. Det er meget energi; lad os vælge et eksempel og se på termodynamikken i at køre en Toyota Mirai på saltvandbrint (og jeg glæder mig over kritik af min matematik her).

elektrolyserende vand tager energi

elektrolyserende vand tager energi / regneark af Lloyd Alter / CC BY 2.0

For at elektrolyse et kilogram vand til brint og ilt tager det 4, 41 kWh kraft og leverer 110 gram brint. Det vil skubbe en Toyota Mirai omkring 110 meter (dette blev slået af med en faktor 100, tak Eric)

At køre en Mirai tager meget brint

At køre en Mirai tager en masse brint / regneark af Lloyd Alter / CC BY 2.0

For at fylde sin tank skulle man elektrolyse 45 kg vand, og det ville tage tæt på 200 kWh strøm, for at køre Mirai 500 km, som for øvrig er dobbelt så meget elektricitet, som det ville være nødvendigt for at køre en Tesla samme afstand.

At tjene så meget elektricitet kræver en masse solcellepaneler.

At tjene så meget elektricitet tager en masse solcellepaneler / regneark af Lloyd Alter / CC BY 2.0

At generere den nødvendige elektricitet til at fylde en Mirai hver dag ville tage 2.858 kvadratmeter solcellepaneler i det solrige Phoenix. I andre dele af landet kunne det tage dobbelt så meget.

Og det hele kører med 100 procent effektivitet uden tab af brint, selvom det lille molekyle lækker gennem næsten alt og reagerer med næsten alt andet.

Over 95 procent af brint er nu lavet af naturgas, så det er dybest set et fossilt brændstof. At få det til fra elektricitet tager en enorm mængde energi, og til sidst er det halvt så effektivt som et konventionelt batteri. At drive elbiler med vedvarende energi ville tage acres, hektar, kvadrat miles med solcellepaneler eller en bunke med atomreaktorer, og det er derfor, at nuklearindustrien altid var sådanne fans af brintøkonomien.

Men uden disse nukes eller en magisk katalysator, der ændrer antallet, er tanken om, at vi kunne køre fly, tog og biler på brint, bare en fantasi. Vi har ikke tid, og vi har ikke vedvarende energikilder, og vi har reelle alternativer, som cykler og elektriske tog. Eller for at parafrasere Mal i Serenity, "Det er en lang ventetid på, at et brintog ikke kommer."

Én kommentator opsummerede det hele smukt i et tidligere indlæg om brint tog:

Fysik, mennesker, fysik! Hydrogenatomer er super-små, så atomer lækker ud af enhver beholder, ligesom helium lækker ud af balloner af samme grund.
Kemi, mennesker, kemi! Hydrogen er også superreaktiv, så det er svært at holde ren og svær at forhindre, at din beholder / rørledning reagerer med den.
Økonomi, mennesker, økonomi! Bare fordi du lavede brint gennem elektrolyse i din skolens videnskabsklasse betyder det ikke, at det er billigt at gøre.