Otestovali jsme... hračku?! Stavebnice vodíkového auta | Kapitola 2
Seznam kapitol
Kdysi představovala vrcholný kus dětské touhy „chemická stavebnice“ Junyj Chimik, což byla unikátní možnost, jak se dostat k jedovatým chemikáliím. Dnes, když nadnárodní úředník hlídá naši bezpečnost a zajišťuje, aby banán byl správně zakřivený a bramborák dost bramborový, už takto divoké a nebezpečné laboratoře neseženeme.
Jak funguje palivový článek
Historie palivových článků sahá do šedesátých let, kdy se využívaly jako zdroj napájení pro lety člověka na Měsíc. Palivový článek využívá jednoduché „hoření“ vodíku, tedy jeho reakci s kyslíkem za vzniku vody:
2 H2 + O2 → 2H2O
Voda vzniká ve formě vodní páry. Ohromnou výhodou takové reakce je, že nevznikají žádné toxické zplodiny, naopak voda po ochlazení se dá využívat pro další účely, jako je pití. To je v podmínkách vesmírných letů nesmírně užitečné. Samotná reakce je zvratná, je možné elektrolýzou vodu štěpit na vodík a kyslík, což zase naopak ve vesmíru dovoluje za pomoci energie ze slunečních panelů a nebo jaderného zdroje rozštěpit vodu z nějakého místního naleziště na vodík a kyslík. Jak vodík, tak kyslík se dá využít – a nebo jímat a využívat jeho depozit jako jakousi baterii, jejíž kapacita bude omezena jenom schopností jímat plyny do nějakých nádrží. To dovoluje například během „měsíčního dne“ s využitím solárních panelů elektrolyticky štěpit vodu na vodík a kyslík a během „měsíční noci“ zase plyny slučovat v palivovém článku. Účinnost slučování je 40-60%.
Stavebnice od Horizonu využívají tři různé typy palivových článků. V žádném z nich vodík „nehoří“, jde o reakci založenou na výměně protonů na membráně. Ve všech případech jde o reakci poměrně pomalou a od žádné stavebnice nečekejte nějaké strhující výkony. Naopak zde nic nehoří, všechny reakce probíhají na katalytické membráně a je to tedy poměrně bezpečné.
Dva z palivových článků využívají jako palivo vodík. Jeden z palivových článků je zvratný, je ho tedy možné využít jak pro výrobu elektřiny slučováním kyslíku a vodíku, tak pro výrobu vodíku a kyslíku elektrolýzou. Je to v podstatě uzavřený cyklus, který svým chováním připomíná „nabíječku baterií“, kdy energii ukládá do vytvořených plynů a pak ji jejich spalováním zase uvolňuje. Tento článek je ovšem možné zapojit tak, že vodík a kyslík jenom spaluje a nebo ho pouze zase rozkládá. Druhý palivový článek je vzdušný, využívá plynný vodík a slučuje ho spolu s atmosférickým kyslíkem. Je jednodušší, dovoluje pouze spalování a „vydechuje“ vodní páru. Třetí palivový článek, použitý pouze u Bio-Energy Discovery Kit, je atmosférický článek pro oxidaci lihu a představuje zcela unikátní řešení, které se zbytku stavebnic dosti vymyká. Je to model článku, který by mohl získávat energii oxidací bioethanolu bez skutečného hoření – tedy model vhodný spíš pro napájení elektroniky než výkonného motoru.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
