dottorato tra studio a causa di Chimica, École Polytechnique
16 gennaio 2023
Celle a combustibile a idrogeno vs. batterie agli ioni tra litio: tecnologie eccezionali quale alimentano i veicoli elettrici (EV).
I veicoli elettrici, i veicoli elettrici, sono visti quando il prossimo della vivacità. Nel 2022, rappresentano il 6% tra tutte le vendite tra veicoli negli Stati Uniti, a causa di un equo del 50% il 2030. paesi vanno fino piu di. Europa, la smercio tra nuove autoveicolo a benzina sarà vietata a avviare dal 2035.
questa rivolgimento abilità, il petrolio viene sostituito dall’tensione e il nostro cisterna del gas batterie agli ioni tra litio. , quando tutte le nuove tecnologie, a lui ioni tra litio sono privi tra difetti e fino sfidante, la cameretta a combustibile a idrogeno, potrebbe ottenere un lavoro la sua tra torta.
Rivediamo entrambe le tecnologie e scopriamo quando sarà il prossimo dei veicoli elettrici.
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Celle a combustibile a idrogeno vs batterie agli ioni tra litio: qual è la difformità?
C’è una ampio difformità con celle a combustibile a idrogeno e batterie agli ioni tra litio:
Una cameretta a combustibile genera tensione dall’idrogeno (H2) e aiuto (Se no2), fino a tanto che la batteria agli ioni tra litio immagazzina e fornisce tensione e richiede una principio esterna a causa di la ricarica.
Che mostrato tra compagnia, la cameretta a combustibile è di sempre accoppiata a causa di un cisterna tra idrogeno e una batteria agli ioni tra litio a causa di un via tenso.
Le celle a combustibile a idrogeno e le batterie al litio utilizzano entrambe reazioni (elettro)chimiche a causa di dar vita a stoccare tensione.
I ad essi materiali attivi e le reazioni del centro sono svariati, invece condividono le stesse parti:
- Catodo.
- Anodo.
- Separatore (tessuto).
- Elettrolita.
- Collezionista corrente.
Rivediamo lestamente il ad essi norma tra funzionamento.
Cameretta a combustibile a idrogeno: norma tra funzionamento
L’idrogeno gassoso (il combustibile) viene alimentato all’anodo e l’atmosfera entra dal catodo. Un catalizzatore, ordinariamente platino, all’anodo separa l’idrogeno a causa di protoni (h+) ed elettroni (ad es–). A loro elettroni fluiscono nel percorso tenso ei protoni viaggiano dall’anodo al catodo a causa di opporsi a causa di l’aiuto e dar vita a acqua cheta e affabilità quando sottoprodotto.
Batteria agli ioni tra litio: norma tra funzionamento
Una batteria agli ioni tra litio è un congegno quale converte l’tensione a causa di chimica. Una risposta elettrochimica invertibile può stoccare tensione (mansione) compiere tensione (mucchio).
una batteria agli ioni tra litio, a lui ioni tra litio (+) vengono scambiati con l’anodo e il catodo.
Nello spazio di il tra mansione, a lui elettroni fluiscono dall’anodo al catodo inducendo un alienazione degli ioni tra litio dal catodo all’anodo. La risposta opposta avviene nel corso di la mucchio.
Le celle a combustibile a idrogeno sono più volte efficienti delle batterie agli ioni tra litio?
L’ tra una cameretta a combustibile a idrogeno è circostante 50%. altre , il 50% dell’idrogeno alla cameretta a combustibile viene convertito a causa di tensione.
L’ tra una batteria agli ioni tra litio è circostante 98%. Forse tutti a lui elettroni quale passano mediante la batteria vengono immagazzinati e rilasciati (mansione e mucchio).
, tieni spettatore quale noialtre può assimilare frontalmente l’ tra una cameretta a combustibile e tra una batteria agli ioni tra litio. In realtà, il la cameretta a combustibile genera tensione una principio tra primaria (idrogeno), e il la batteria immagazzina tensione e necessita tra una principio esterna tra tensione a causa di rappresentare ricaricata.
Celle a combustibile a idrogeno vs. batterie agli ioni tra litio: infrastrutture
Incontrastabilmente, i veicoli elettrici sostituiranno i nostri tradizionali motori a combustione nel simile prossimo.
Talché questa rivolgimento energetica diventi oggettività, sono necessari massicci investimenti infrastrutturali.
A loro sviluppi si concentrano prevalentemente su:
- Impianti tra presentazione.
- Organismo tra .
- Ferrovia tra ricarica.
Nella elenco subordinato, abbiamo sintesi le infrastrutture necessarie a causa di entrambe le tecnologie:
| Celle a combustibile a idrogeno | Batterie agli ioni tra litio | |
|---|---|---|
| Impianti tra presentazione | Impianti tra presentazione tra idrogeno | Centrali elettriche |
| Organismo tra | Tubi e serbatoi | Linee tra propagazione elettrica |
| Ferrovia tra ricarica | Ferrovia tra provvisione tra idrogeno | Stazioni tra ricarica |
Infrastrutture a causa di batterie agli ioni tra litio
Pure giovane, -ion è la tecnologia più volte matura.
La provocazione sostanziale a causa di i veicoli elettrici è compiere lestamente tensione a più volte posizioni.
Nel 2022, la ingombro mass-media della batteria dei veicoli elettrici è tra 50 kWh, a causa di tra ricarica (10%-80%) tra 35 minuti su una tappa tra ricarica rapida riguardo a 7 minuti a causa di un a piene mani tra benzina. Questo è il posizione dei veicoli elettrici: la pigrizia della ricarica.
Questo è una ampio provocazione a causa di a lui ingegneri. Per un , stanno cercando tra rendere migliore le batterie a causa di assumere una superiore portata tra ricarica. D’altra ritaglio, stanno affrontando la provocazione abilità tra compiere stazioni tra ricarica ad alta portata.
Al momento, il compressore Tesla raggiunge i 250 kW e il tuo via tenso otterrà 200 miglia tra extra a causa di 15 minuti. Questo è nuovamente notevole vago dalle nostre autoveicolo a benzina. Per giusti motivi contenere tra 2 il avere fatto il proprio tempo tra ricarica, avremmo urgenza tra un compressore 500 kW.
Subito facciamo un eseguibile se in accordo 5 autoveicolo sono collegate a una tappa tra ricarica, la portata istantanea necessaria è tra 2,5 MW.
Ci sono più volte tra 140.000 caricabatterie a causa di veicoli elettrici negli Stati Uniti (53.000 stazioni tra ricarica). Se in accordo tutte le stazioni tra ricarica fossero dotate tra un prossimo compressore 500 kW, la portata istantanea necessaria sarebbe tra approssimativamente 53’000 x 2,5 MW = 132 GW.
Ciò equivale a 132 reattori nucleari!
compimento, abbiamo urgenza tra enormi investimenti a causa di nuove centrali elettriche e reti elettriche i veicoli elettrici siano adottati a causa di atteggiamento massiccia.
Infrastrutture tra celle a combustibile a idrogeno
Reso abitare Jeremy Rifkin nel correlativo lettura l’risparmio dell’idrogeno (2002). L’idrogeno è approvazione quando il esaminando più volte piacevole a causa di subentrare la nostra risparmio basata sui combustibili fossili.
, dietro piu di 20 età, egli illustrazione delle infrastrutture è nuovamente molto angusto.
Il uscita dalla benzina all’idrogeno richiede massicci investimenti negli impianti tra presentazione, e provvisione tra idrogeno.
L’idrogeno esiste quando principio comprensibile e deve rappresentare manufatto. Al momento, il 98% della presentazione tra idrogeno proviene combustibili fossili. La provocazione è parere a fonti rinnovabili quando l’elettrolisi dell’acqua cheta alimentata chiarissimo eolica.
A proposito di derelitto 107 stazioni tra ricarica negli Stati Uniti, il modo tra dell’idrogeno è molto angusto. C’è nuovamente una lunga carriera correre una volta quale l’idrogeno e le celle a combustibile diventino una oggettività a causa di i nostri veicoli.
Le autoveicolo a idrogeno supereranno quelle elettriche?
A disteso – 30 a 40 età – c’è la pericolo quale le autoveicolo a idrogeno superino i veicoli elettrici.
Il fondamento sostanziale è quale egli è notevole più volte piano stoccare e tramandare l’idrogeno riguardo all’tensione.
Le autoveicolo a idrogeno semi-commerciali possono appunto cogliere un provvisione fulmineo, guadagnando 300 miglia a causa di 3-5 minuti, a causa di un’ generale tra piu di 840 miglia a causa di la Toyota Mirai.
Motto questo, siamo nuovamente lontani dal distinguere le celle a combustibile a idrogeno formarsi mainstream.
Idrogeno ostilmente ioni tra litio: quando sarà il prossimo?
c’è indeterminatezza quale il il prossimo dell’automotive è tensoinvece le nostre future autoveicolo elettriche saranno alimentate batterie agli ioni tra litio celle a combustibile?
Nonostante le autoveicolo a celle a combustibile possano appunto cogliere una ricarica rapida e dar da vivere a le stesse autonomie delle autoveicolo a benzina, è ammissibile quale la tecnologia conquisterà nuovamente il scambio dei veicoli elettrici.
Per giusti motivi formarsi una oggettività, l’risparmio dell’idrogeno ha urgenza tra enormi investimenti a causa di tutta la sua collare del valori nell’bando tra centinaia tra miliardi tra dollari.
Per giusti motivi i prossimi 20 30 età, la batteria agli ioni tra litio sarà la sostanziale tecnologia EV.
Nel simile prossimo, possiamo aspettarci cinque importanti miglioramenti a causa di i veicoli elettrici a batteria:
- Semplificazione dei prezzi, a causa di la massiccia adozione tra autoveicolo elettriche, è ammissibile quale i prezzi scendano.
- Accrescimento dell’ grazie a al ripresa della stoffa della batteria.
- risolutezza a causa di la batteria a governo sodo.
- Più volte stazioni tra ricarica.
- Ricarica rapida.
L’moderno posizione è il più volte , possiamo generare tensione a causa di le nostre autoveicolo elettriche e la reticolo elettrica può amministrare un’stragrande quesito tra ?
a lui specialisti, è fattibile a patto che pianifichiamo con precisione la palazzo tra nuove centrali elettriche.
Pensieri finali
L’idrogeno è il combustibile del prossimo; è altamente e può rappresentare manufatto rinnovabile e acqua cheta.
Le celle a combustibile convertono l’idrogeno a causa di tensione ed emettono derelitto acqua cheta e affabilità quando sottoprodotto.
I massicci investimenti a causa di studio e illustrazione nei primi età 2000 hanno portato allo illustrazione tra veicoli alimentati a celle a combustibile quale possono appunto ottenere un lavoro un provvisione fulmineo e una lunga .
Il sostanziale muro al mainstreaming tra questa tecnologia sono i massicci investimenti infrastrutturali. Per giusti motivi questo fondamento, vedremo autoveicolo a idrogeno sulle nostre strade una volta tra 20 30 età.
D’altra ritaglio, la tecnologia agli ioni tra litio è adottata a causa di i veicoli elettrici. Le batterie al litio soffrono nuovamente tra una bassa solerzia tra ricarica e tra un’ limitata riguardo alle autoveicolo a benzina, invece possiamo aspettarci un fulmineo ripresa.
La ritaglio più volte impegnativa è egli illustrazione tra infrastrutture tra ricarica e centrali elettriche a causa di ricaricare le centinaia tra milioni tra veicoli elettrici quale saranno a causa di nei prossimi 20 età.
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