Hidrojeni, kipengele rahisi lakini kilicho tele zaidi katika ulimwengu, kinabadilika sana, na kimetumiwa hivi majuzi. seli za mafuta ya hidrojeni kupitia mchakato wa kielektroniki unaochanganya hidrojeni na oksijeni kutoa maji na gesi. Seli hizi zinaweza kutatua baadhi ya matatizo yanayohusiana sana na nishati. Wakati mjadala unaendelea kuhusu faida na hasara za seli za mafuta ya hidrojeni, haibishaniwi kuwa hidrojeni ni mbadala wa mazingira rafiki kwa nishati ya mafuta ambayo inaweza kutoa nguvu ya juu-wiani kwa mimea mingi ya viwanda na njia za usafiri.
Hapa, tutazame jinsi seli za mafuta ya hidrojeni zinavyosimama ili kubadilisha mustakabali wa matumizi ya nishati na jinsi biashara zinavyoweza kufaidika kutokana na mageuzi haya.
Orodha ya Yaliyomo
Soko la kimataifa la seli za mafuta ya hidrojeni
Ukweli kuhusu seli za mafuta zinazotumia hidrojeni
Hitimisho
Soko la kimataifa la seli za mafuta ya hidrojeni
Soko la kimataifa la seli za mafuta za hidrojeni lilikuwa na thamani wastani wa dola bilioni 6.6 mwaka 2021, na kampuni za seli za mafuta ziendelee kufanya kazi ya kufanya seli za mafuta za hidrojeni ziwe nyepesi, zisizo ghali kutengeneza, na kuhitaji sehemu chache.
Kwa hivyo, soko linatarajiwa kuwa na thamani ya dola bilioni 19.5 ifikapo 2027 na kurekodi CAGR ya 21% kati ya 2022 na 2027. Mahitaji ya nishati safi katika maeneo fulani, haswa Asia-Pacific, yanachochea zaidi ukuaji wa soko la seli za mafuta ya hidrojeni, huku Japan ikitawala upanuzi wa sekta hiyo kupitia anuwai ya matumizi. Nchi zingine ambapo ukuaji wa siku zijazo unaonekana kuwa hauepukiki ni pamoja na Uchina, Ujerumani na Korea.
Ukweli kuhusu seli za mafuta zinazotumia hidrojeni
Hapa kuna ukweli 10 kuhusu seli za mafuta ya hidrojeni ambayo inawatofautisha na mifumo mingine ya kuhifadhi mafuta:
Seli za mafuta ni chanzo safi cha nishati
Seli za mafuta ya haidrojeni kusimama kama chanzo safi cha nishati na athari kidogo ya mazingira. Hakuna mwako unaohusika katika kuhifadhi, na bidhaa ni joto na maji tu. Kwa kuongeza, tofauti na nguvu za maji au nishati ya mimea, hakuna haja ya maeneo makubwa ya ardhi kuzalisha hidrojeni.
NASA inafanya kazi hata kutumia hidrojeni kama rasilimali, na maji yanayozalishwa kama bidhaa yanatumiwa kama maji ya kunywa kwa wanaanga. Ukweli huu unaonyesha jinsi seli za mafuta ya hidrojeni ni rasilimali isiyo na sumu, na kuifanya kuwa bora kuliko makaa ya mawe, nishati ya nyuklia, au gesi asilia.
Seli za haidrojeni zina sauti kidogo au uchafuzi wa kuona
Kama vyanzo vingine vya nishati, seli za mafuta ya hidrojeni usitoe kelele nyingi. Hata magari yanayotumia hidrojeni hutoa sauti kidogo kuliko yale yanayotumia injini za kawaida za mwako ndani. Injini za gari za kitamaduni huhusisha milipuko na sehemu za mitambo zinazosonga, wakati mchakato wa kielektroniki katika seli za mafuta ni tulivu na hutoa kelele ndogo ya mitambo. Hii ni sababu mojawapo inakadiriwa kwamba karibu 20% ya magari ulimwenguni kote yatakuwa na seli za mafuta ifikapo 2030.
Muundo rahisi wa seli za mafuta hupunguza hitaji la vijenzi changamano vya mitambo ambavyo vinaweza kuchangia uchafuzi wa kuona. Muundo ulioratibiwa wa seli za hidrojeni huongeza utangamano wao wa kuona kupitia programu kadhaa.
Seli za mafuta ni nyingi
Uhodari wa seli za mafuta ya hidrojeni pia ni sababu kuu katika kukua kwao kupitishwa. Utumiaji wao ni kuanzia kuwasha magari na majengo hadi vifaa vya kielektroniki vinavyobebeka na miundo mbadala ya nguvu.
Seli za mafuta ya haidrojeni pia zinachunguzwa kwa tasnia ya baharini na anga. Mwelekeo huu kuelekea usukumaji unaotegemea hidrojeni unalenga kupunguza utoaji wa hewa chafu na kuleta athari ndogo ya kimazingira.
Seli zinazotumia haidrojeni zina nyakati za kuchaji haraka
karibuni miundo ya seli za mafuta ya hidrojeni zimepunguza sana nyakati za malipo. Hili limefikiwa kwa kutumia koili ya nusu-silinda kama kibadilisha joto cha ndani, kupozesha seli imara ya mafuta ya hidrojeni chini haraka, ambayo nayo husaidia kuchaji haraka.
Kupitia njia hii, muda wa malipo ya hidrojeni ulipunguzwa kwa 59% ikilinganishwa na wakati wa kutumia mchanganyiko wa joto wa coil wa kawaida wa helical.
Seli za mafuta hutoa muda mrefu wa matumizi
Muda halisi wa maisha a kiini cha mafuta inategemea utumiaji wake kwa sababu betri huisha kwa viwango tofauti kulingana na matumizi yao. Kwa mfano, magari ya seli ya mafuta ya hidrojeni yanaweza kusafiri wastani wa maili 312 na 380 kabla ya kujaza mafuta. Mlundikano wa mafuta kwenye seli umeundwa kwa matumizi ya maisha yote, kati ya maili 150,000 hadi 200,000. Muda wa maisha unapoisha, seli za mafuta zinaweza kutenganishwa, na vijenzi vinaweza kutumika tena.
Muda huu ni zaidi ya ule unaotolewa na magari ya umeme (EVs). Halijoto ya nje haiathiri ufanisi wa seli ya mafuta. Haiharibiki katika hali ya hewa ya baridi kama inapotumiwa katika EVs. Faida hii ya seli za mafuta ya hidrojeni huimarishwa inapojumuishwa na nyakati zake za kuchaji haraka.
Seli za nguvu za hidrojeni zina nguvu zaidi
Seli za mafuta ni chanzo cha nishati yenye msongamano mkubwa na ufanisi bora wa nishati. Kwa ujumla, hidrojeni ina maudhui ya juu zaidi ya nishati ya mafuta yoyote ya kawaida katika suala la uzito. Kioevu hidrojeni na gesi zenye shinikizo kubwa zina mara tatu ya msongamano wa nishati ya mvuto wa LNG na dizeli, na nishati ya ujazo ambayo ni sawa na gesi asilia.
Ufanisi wa mafuta huruhusu uzalishaji wa nishati zaidi kwa kila pauni ya mafuta. Kwa mfano, mtambo wa jadi wa mwako hutoa umeme kwa ufanisi wa 33-35% tofauti na 65% ya seli zingine za mafuta. Vile vile hufanyika kwa magari, wapi seli za mafuta ya hidrojeni peleka 40-60% ya nishati huku ukitoa kipunguzo cha 50% katika matumizi ya mafuta.
Teknolojia ya seli ya haidrojeni ni bora kwa jamii za vijijini
Mitambo ya nishati katika nchi nyingi iko mbali na vituo vya jiji, na mitandao ya usambazaji inahitajika ili kuhakikisha kuwa nguvu hutolewa kwa watumiaji. Kadhalika, masuluhisho madhubuti yanahitajika ili kutoa nguvu kwa jamii za vijijini. Watafiti wamefichua kuwa kuongeza nguvu kwenye maeneo hayo ni jambo lisilowezekana kiuchumi na kiufundi.
Urahisi na ufanisi wa seli za mafuta kuzifanya kuwa rasilimali ya nishati inayofaa kwa maeneo ya vijijini. Utendaji wao haujitegemea sehemu yoyote ya kusonga na ina maisha ya muda mrefu, ambayo inaweza kuwa hadi 40,000h. Pia, hizi zinaweza kupangwa ili kuendana na mahitaji tofauti ya nguvu.
Kuchukua faida ya ukweli kwamba seli za mafuta huzalisha joto na nguvu kwa wakati mmoja, zote mbili zinaweza kutumika kwa madhumuni tofauti. Kwa mfano, joto linaweza kutolewa na kutumika kwa uingizaji hewa wa joto na vifaa vya hali ya hewa (HVAC). Kwa mfano, nchini Afrika Kusini, 13% ya nishati hutumika kwa ajili ya kupasha joto nafasi wakati 32% hutumika kwa maji ya moto.
Seli za mafuta zinaweza kufanya kazi kama nguvu mbadala
Seli za mafuta ya haidrojeni zimekuwa teknolojia ya kuahidi kwa matumizi katika utumizi wa nishati mbadala. Nishati ya chelezo inarejelea kutumia vyanzo vya pili vya nguvu kutoa nishati iwapo umeme utakatika ghafla. Hii ni muhimu kwa miundombinu kama vile vituo vya data, hospitali na mitandao ya mawasiliano. Seli za nguvu za hidrojeni kutoa nguvu za kutegemewa kwa miundombinu hiyo, yenye muda wa juu na mahitaji ya chini ya matengenezo. Mashirika mengi duniani kote yanatumia seli za mafuta ili kufaidika zaidi na manufaa yao.
Seli za hidrojeni zinaweza kubebeka
Nguvu ya kubebeka ni lazima kwa watu binafsi na mashirika yanayofanya kazi katika nyanja nyingi, na utegemezi mkubwa wa miundo mikubwa ya nguvu inaweza kusababisha vizuizi katika suala la harakati. Kwa bahati nzuri, seli za mafuta yamejitokeza kama suluhisho la mahitaji haya. Mifumo ya mafuta ya kubebeka ina uzito chini ya 10kg na hutoa nguvu chini ya 5kW.
Ndogo seli ndogo za mafuta inaweza kutumika kuwasha simu za mkononi na kompyuta za mkononi na kuwa na manufaa yanayohusiana na kupunguza uzito na msongamano wa nishati ikilinganishwa na betri za lithiamu-ion. Kwa upande mwingine, nishati ya kubebeka kwa kiwango kikubwa inaonyesha ahadi kwa programu za mbali kijiografia kama vile vituo vya hali ya hewa.
Seli za mafuta zinaweza kuleta demokrasia
Kuegemea kupita kiasi kwa nishati ya kisukuku kuzalisha nguvu kunachosha mifumo ya nishati na kuchafua mazingira. Seli za mafuta kuruhusu usambazaji wa nishati inayosaidia jumuiya na taasisi ndogo kuzalisha nguvu zaidi. Zaidi ya hayo, kupungua kwa utegemezi kwenye gridi za umeme za kati kunaweza kuwapa watu binafsi na jumuiya za mitaa udhibiti zaidi, hivyo kusaidia kupunguza uwezekano wa kupanda kwa bei ya mafuta katika nyakati ambazo hisa zinapungua.
Uzalishaji wa umeme uliogatuliwa kwa kutumia mafuta ya visukuku huongeza ustahimilivu wakati wa hitilafu ya gridi ya taifa au majanga ya asili, na uzalishaji wa nishati ndani ya nchi unamaanisha kuwa vifaa na huduma muhimu zinaweza kuendelea kufanya kazi hata wakati gridi ya kati imetatizwa.
Hitimisho
Utafiti unaoendelea unalenga katika kutambua na kuendeleza teknolojia ya seli za mafuta ili kupunguza gharama na kupanua muda wa maisha wa vijenzi vya mrundikano wa seli za mafuta kama vile vichocheo, tando, vibao viwili na mikusanyiko ya membrane-electrode. Michakato ya utengenezaji wa kiasi kikubwa na gharama ya chini pia itafanya miundo ya seli za mafuta kuwa na gharama ya ushindani na teknolojia ya kawaida.
Aina hizi za seli za mafuta zilizoboreshwa zinazidi kusaidia kuimarisha jumuiya na katika sekta zinazohitaji nguvu. Teknolojia inapoimarika, tunaweza kuiona ikitumika katika sekta nyingi zaidi za jamii.
Iwapo unatafuta kupata teknolojia ya kisasa zaidi ya seli za mafuta, vinjari maelfu ya chaguo kutoka kwa wasambazaji wanaoaminika kwenye Cooig.com.
