L'innovazione delle celle a combustibile a idrogeno per il 21 ° secolo

Nel 1839, la prima cella a combustibile fu concepita da Sir William Robert Grove, un giudice gallese, inventore e fisico. Mescolò idrogeno e ossigeno in presenza di un elettrolita e produsse elettricità e acqua. L'invenzione, che in seguito divenne nota come cella a combustibile, non produsse abbastanza elettricità per essere utile.

Fasi iniziali della cella a combustibile 

Nel 1889, il termine "cella a combustibile" fu coniato per la prima volta da Ludwig Mond e Charles Langer, che tentarono di costruire una cella a combustibile funzionante usando aria e gas industriale. Un'altra fonte afferma che fu William White Jaques a coniare per primo il termine "cella a combustibile". Jaques è stato anche il primo ricercatore a utilizzare l'acido fosforico nel bagno elettrolitico.

Negli anni '20, la ricerca sulle celle a combustibile in Germania ha aperto la strada allo sviluppo del ciclo del carbonato e delle celle a combustibile ad ossido solido di oggi.

Nel 1932, l'ingegnere Francis T Bacon iniziò la sua ricerca vitale sulle celle a combustibile. I primi progettisti di celle utilizzavano elettrodi di platino porosi e acido solforico come bagno elettrolitico. L'uso del platino era costoso e l'uso dell'acido solforico era corrosivo. La pancetta è migliorata sui costosi catalizzatori al platino con una cella a idrogeno e ossigeno usando un elettrolita alcalino meno corrosivo e elettrodi di nichel economici.

Bacon impiegò fino al 1959 per perfezionare il suo progetto quando dimostrò una cella a combustibile da cinque chilowatt in grado di alimentare una saldatrice. Francis T. Bacon, un diretto discendente dell'altro noto Francis Bacon, ha chiamato il suo famoso design a celle a combustibile "Bacon Cell".

Celle a combustibile nei veicoli

Nell'ottobre del 1959, Harry Karl Ihrig, un ingegnere per Allis - Chalmers Manufacturing Company, dimostrò un trattore da 20 cavalli che fu il primo veicolo mai alimentato da una cella a combustibile.

All'inizio degli anni '60, General Electric produsse il sistema di alimentazione elettrica basato su celle a combustibile per le capsule spaziali Gemini e Apollo della NASA. General Electric ha utilizzato i principi trovati nella "Bacon Cell" come base del suo design. Oggi l'elettricità dello Space Shuttle è fornita da celle a combustibile e le stesse celle a combustibile forniscono acqua potabile per l'equipaggio.

La NASA ha deciso che l'utilizzo di reattori nucleari era un rischio troppo elevato e l'uso di batterie o energia solare era troppo ingombrante per essere utilizzato nei veicoli spaziali. La NASA ha finanziato oltre 200 contratti di ricerca che esplorano la tecnologia delle celle a combustibile, portando la tecnologia a un livello ora praticabile per il settore privato.

Il primo autobus alimentato da una cella a combustibile fu completato nel 1993 e diverse auto a celle a combustibile sono ora in costruzione in Europa e negli Stati Uniti. Nel 1997 Daimler-Benz e Toyota hanno lanciato prototipi di auto a celle a combustibile.

Celle a combustibile la fonte di energia superiore

Forse la risposta a "Cosa c'è di così bello nelle celle a combustibile?" dovrebbe essere la domanda "Cosa c'è di così bello nell'inquinamento, nel cambiamento climatico o nell'esaurimento di petrolio, gas naturale e carbone?" Mentre ci dirigiamo verso il prossimo millennio, è tempo di mettere le energie rinnovabili e la tecnologia a favore del pianeta in cima alle nostre priorità.

Le celle a combustibile esistono da oltre 150 anni e offrono una fonte di energia inesauribile, sicura per l'ambiente e sempre disponibile. Quindi perché non vengono già utilizzati ovunque? Fino a poco tempo fa, è stato a causa del costo. Le celle erano troppo costose per essere costruite. Ora è cambiato.

Negli Stati Uniti, diversi atti legislativi hanno promosso l'attuale esplosione nello sviluppo delle celle a combustibile a idrogeno: vale a dire il congresso sull'idrogeno Future Act del 1996 e diverse leggi statali che promuovono livelli di emissioni zero per le automobili. In tutto il mondo, diversi tipi di celle a combustibile sono stati sviluppati con ampi finanziamenti pubblici. Solo gli Stati Uniti hanno investito oltre un miliardo di dollari nella ricerca sulle celle a combustibile negli ultimi trenta anni.

Nel 1998, l'Islanda ha annunciato l'intenzione di creare un'economia dell'idrogeno in collaborazione con la casa automobilistica tedesca Daimler-Benz e lo sviluppatore canadese di celle a combustibile Ballard Power Systems. Il piano decennale convertirà tutti i veicoli di trasporto, compresa la flotta peschereccia islandese, in veicoli a celle a combustibile. Nel marzo 1999, l'Islanda, Shell Oil, Daimler Chrysler e Norsk Hydroform hanno fondato un'azienda per sviluppare ulteriormente l'economia islandese dell'idrogeno.

Nel febbraio 1999, la prima stazione di rifornimento di idrogeno commerciale pubblica europea per auto e camion è stata aperta ad Amburgo, in Germania. Nell'aprile 1999, Daimler Chrysler ha svelato il veicolo a idrogeno liquido NECAR 4. Con una velocità massima di 90 mph e una capacità del serbatoio di 280 miglia, l'auto ha entusiasmato la stampa. La società prevede di avere veicoli a celle a combustibile in produzione limitata entro l'anno 2004. A quel punto, Daimler Chrysler avrà speso 1,4 miliardi di dollari in più per lo sviluppo della tecnologia delle celle a combustibile.

Nell'agosto 1999, i fisici di Singapore hanno annunciato un nuovo metodo di stoccaggio dell'idrogeno di nanotubi di carbonio drogati con alcali che aumenterebbe la conservazione e la sicurezza dell'idrogeno. Una società taiwanese, San Yang, sta sviluppando la prima motocicletta a celle a combustibile.