Come un Hydrogen Fuel Cell Car Science Kit funziona!

Quale modo migliore per ottenere i bambini e ragazzi interessati a energie alternative e la fisica che con un carburante kit scienza auto a idrogeno? Non solo il vostro futuro scienziato divertirsi edificio imparare come si può ricavare energia da idrogeno, ma si ottiene un hands-on di lavoro idrogeno progetto di costruzione dell'auto. Saranno in grado di finire per diventare uno dei futuri scienziati che contribuiscono a rendere l'idrogeno una fonte di energia? Utilizzando un dispositivo chiamato cella a combustibile idrogeno PEM, come quelli venduti da Science Store per le stelle, l'energia chimica di idrogeno può essere convertita in energia elettrica possiamo usare. PEM significa membrana di scambio protonico ed è simile ad una batteria, che converte anche energia chimica in energia elettrica. Tuttavia, la batteria ha un importo fisso di prodotti chimici al suo interno e una cella a combustibile idrogeno può avere continuamente idrogeno e ossigeno aggiunti ad esso significa nessuna ricarica o buttare via! Il PEM risale al 1839, quando il fisico inglese William Robert Grove primo dimostrò la sua "batteria a gas voltaico." I suoi esperimenti hanno aperto la strada per la cella a combustibile PEM primo sviluppato nel 1960 dalla General Electric che ha fornito energia elettrica e di acqua potabile a bordo della navicella spaziale Gemini carburante. L'idrogeno è un ampio campo aperto della scienza come tante alternative al modello a benzina attuale di veicoli vengono studiate e sperimentate. Si consumano combustibili convenzionali a base di petrolio 100.000 volte più velocemente di quanto vengono messi a disposizione, sollevando molte domande su quanto a lungo i nostri energetico convenzionale durerà. Cina, e forse l'India, sarà presto superare gli Stati Uniti nel fabbisogno energetico significa energie alternative praticabili diventerà ancora più importante. Potrebbe energia a idrogeno sarà il futuro? Ma prima di arrivare troppo eccitato, ci sono ancora molti ostacoli a saltare prima auto a idrogeno diventano main-stream. Molti dei migliori scienziati e ingegneri di tutto il mondo sono in una corsa per superare un certo numero di commercializzazione e di problemi tecnici con celle a combustibile a idrogeno e la maggior parte delle case automobilistiche tra cui Toyota, Ford, Honda, GM e sono tutti alla ricerca del potenziale di questa fonte incredibile di energia. La cella a combustibile in un combustibile kit per auto a idrogeno è lo stesso processo utilizzato da auto a idrogeno passeggeri che saranno disponibili per noi per acquistare nel prossimo futuro. Con un idrogeno /elettrico auto ibride, come la Toyota Highlander SUV, che ci si testa per la stazione di rifornimento di idrogeno più vicina e riempire il serbatoio con gas idrogeno (H2) a circa 10.000 libbre per pollice quadrato. Come si guida in giro, le batterie elettriche sono addebitate dalla idrogeno /processo chimico di ossigeno e rigenerativa rottura (gas corrente /ibridi elettrici impiegano anche questo) per caricare le batterie. L'auto si attivano in realtà su un motore elettrico. È un dato di fatto, al momento non ci sono autobus a idrogeno sulla strada in alcuni importanti cities.So come funziona una cella a combustibile a idrogeno? La cella a combustibile per auto kit contengono una cella a combustibile PEM reversibile, che significa Proton Exchange Membrane. Essendo reversibile, la cella a combustibile può funzionare sia come un elettrolizzatore, producendo idrogeno (H2) e ossigeno (O2) da acqua (H2O), e anche come una cella a combustibile (elettrolizzatore inversa) per convertire l'energia chimica dell'idrogeno in elettricità con l' sottoprodotto essendo il vapore acqueo e primo sguardo heat.Let s 'al processo di trasformare l'idrogeno (energia chimica) in energia elettrica per alimentare la nostra macchina. Questa è l'elettrolisi inversa o cella combustibile. La cella a combustibile PEM consiste essenzialmente di quattro elementi, l'anodo (elettrodo negativo), il catodo (elettrodo positivo), un catalizzatore e un elettrolita. Gas idrogeno pompata nel anodo colpisce il catalizzatore (un sottile strato di platino) e si divide in protoni idrogeno ed elettroni. Sul lato opposto della cella a combustibile, ossigeno entra il catodo. Stretta tra l'anodo e il catodo è una membrana elettrolitica sottile che assomiglia involucro di plastica che si può trovare nella vostra cucina. Permette i protoni carichi positivamente il passaggio dal al catodo ma blocca gli elettroni caricati negativamente che sono costrette a fluire attraverso un circuito esterno per formare una corrente elettrica. Quando le correnti da rendimenti elettrici facendo lavori, ad esempio alimentare un motore elettrico, reagisce con l'ossigeno e gli ioni idrogeno al catodo per formare acqua e calore. ! Ciò significa assenza di emissioni smog o gas serra Ora diamo un'occhiata al elettrolizzatore - il processo di rottura di acqua (H2O) in idrogeno (H2) e ossigeno (O2). Quando una carica chimica è applicata acqua, la carica rompe il legame chimico tra idrogeno e ossigeno e crea particelle cariche chiamate ioni. In questo caso, gli ioni di idrogeno caricati positivamente e ioni caricati negativamente sono formate. Un elettrolita, chiamato anche un conduttore elettrolitico, è un mezzo conduttore in cui il flusso di corrente è accompagnato dal movimento di materia in forma di ioni. Un elettrolizzatore ha 2 elettrodi in cui si formano gli ioni. Un elettrodo, chiamato anodo, è caricato positivamente, e attira gli ioni ossigeno caricati negativamente. L'altro elettrodo è chiamato il catodo e attira gli ioni idrogeno caricati positivamente. Ma a rompere i legami di acqua richiede energy.What rende combustibile idrogeno così attraente? Come accennato prima, l'unico sottoprodotto è l'acqua, quindi non c'è carbonio o altre emissioni per danneggiare l'ambiente. È non tossico, pulito da utilizzare, e tiene molta più energia per unità di peso di qualsiasi altro elemento che conosciamo. E 'anche l'elemento meno complessa e più abbondante del nostro universo visibile in modo sappiamo che non si esaurirà tanto presto! E idrogeno potrebbe un giorno di alimentazione non solo le nostre case, ma anche piccoli dispositivi elettronici. I limiti sono solo nella nostra minds.What sono gli aspetti negativi? Lo svantaggio principale di veicoli a idrogeno è l'energia necessaria per creare l'idrogeno. Anche se una macchina che funziona esclusivamente a idrogeno non emette alcun inquinamento, l'idrogeno è appena comprato per riempire il serbatoio doveva essere creato usando l'elettricità in una qualche forma. Se un carbone, olio, gas o vegetale creato l'energia, allora il monossido di carbonio è stato creato per rendere l'idrogeno. Tutto ad un tratto l'auto "verde" non è così pulito, vero? Se stai usando un idrogeno /benzina ibrida, utilizza meno gas, ma saresti ancora usano gas. Inoltre, le celle a combustibile PEM non creano molta energia. Per ottenere abbastanza energia per alimentare una macchina, per esempio, gli ingegneri devono impilare centinaia di celle a combustibile insieme in una serie. Ciò significa che un sistema più complesso con più modi di qualcosa da abbattere. E quanto siete disposti a pagare per un auto a idrogeno? Poiché la tecnologia è così auto nuove e di idrogeno non sono prodotti in serie, solo il prezzo sarà troppo per l'americano medio di permettersi, almeno nel prossimo futuro. Disponibilità di stazioni di rifornimento è un altro problema. Sarà molto costoso da installare stazioni di rifornimento di idrogeno nella stessa misura come abbiamo attualmente stazioni di benzina. Attualmente, i posti più facili per trovare una stazione di rifornimento di idrogeno è a Orange County, California, Contea di Westchester, New York o Washington, DC di viaggio più di un centinaio di miglia fuori di queste zone e si può ottenere incagliato. Queste sono solo alcune delle questioni che sono in attesa di essere risolti da una futura avanzamenti scientist.What sono di là da apportare? Un sacco! Aziende automobilistiche stanno cercando nella creazione di idrogeno senza l'utilizzo di fonti di emissione di carbonio, come le centrali a carbone. L'energia solare è una considerazione in fase di studio. Tuttavia, i pannelli solari non sono attualmente molto efficienti (altro grande campo scientifico di studio) ma sarebbero fonte rinnovabile pulita di energia per produrre l'idrogeno se può essere fatto economico ed efficiente. C'è avanzamento molto essere realizzati nella progettazione cella combustibile stesso. Honda risolto un problema semplicemente riorientamento la posizione della cella a combustibile. Tradizionalmente, le celle a combustibile sono state poste disteso sotto il pavimento della vettura che significava l'acqua creata come sottoprodotto doveva essere aggressivo pompato fuori dalla cella a combustibile utilizzando più energia. Auto a idrogeno FCX di Honda ha una cella a combustibile orientato verticalmente, permettendo la gravità di fare gran parte del lavoro e risparmio energetico. Non era che una grande idea? La dimensione e l'efficienza dei motori a idrogeno è un altro settore in cui i futuri miglioramenti saranno importanti così come modi migliori per raffreddare il engine.As potete vedere ci sono molte opportunità nel campo della scienza dello sviluppo delle celle a combustibile idrogeno, ed è molto argomento interessante. Sebbene parte di questo può sembrare complicato, diventa molto più facile da capire quando si sta costruendo, hands-on, il cellulare modello Car effettivo di carburante. Hydrogen Fuel Cell I kit per auto sono popolari per i bambini a partire da circa 10 anni e su e sono grandi progetti fiera della scienza. Anche molti adulti li trovano affascinanti e sono un modo fantastico per partecipare ad un progetto con il vostro bambino. E se diventano il prossimo grande scienziato o no, è solo un modo divertente per imparare la scienza
By: BamaCat