水素VSリチウム電池

今日私たちが使用しているデバイスや電気自動車のほとんどは、バッテリーからの電力で動作します。そして、これらのバッテリーは、リチウムイオンまたは鉛蓄電池の化学的性質に依存することがよくあります。これらのバッテリーは、車外で生成されたエネルギーを蓄え、それを使用して機械的な動きを生成したり、デバイスが何であれ車に使用します。水素燃料電池（水素電池が作動する技術）は、1839年にウィリアムグローブ卿によって開発された比較的古い技術であり、長年にわたって微調整されてきました。セルはまた、電気自動車を含む私たちが使用するほとんどの電気機器に電力を供給するために、エネルギーを水素として貯蔵することを可能にします。

他の電池と同様に、水素燃料電池は化学反応を利用して電気と同様のエネルギーを生成します。特に、水素燃料電池は、作業中に水素と酸素の組み合わせから電気、熱、水を生成します。

燃料電池は、合成高分子膜と呼ばれる電解質を取り巻くアノードとカソードに存在します。水素を酸素から分離し、特定のイオン（つまり、H +またはプロトン）の通過のみを許可します。アノードを通って水素原子が燃料電池に入ります。そこで、彼らは彼らが運ぶ電子を剥奪されます。次に、これらの電子は電気としてデバイスの回路を通ってカソードに移動します。次に、正に帯電した水素原子（またはプロトンとして知られているもの）が膜を通過して、酸素および電子と結合して水を形成します。各燃料電池は比較的少ないエネルギーと電圧を生成し、デバイスが必要とする所望の電圧と最大電流を達成するために、リチウムイオン電池と同じように直列および並列に積み重ねる必要があります。

リチウムイオン電池は水素を放出しますか？

リチウムイオン電池の製造・開発は大きく進歩し、電気通信業界向けの高性能リチウムイオン電池が登場しました。これらの電池は、重量と体積の点で、さらにはより高いエネルギー密度の点で、鉛電池よりも高度なさまざまな利点を提供します。リチウムイオン電池は水素ガスを放出せず、電池の温度に関係なく安定したフロート状態になります。リチウムイオン電池では、より高いフロート電流とより高い温度によって引き起こされる熱暴走の可能性が大幅に減少します。リチウムイオン電池が解決するのに役立つ安全性の問題もあります。リチウムイオン電池は内蔵の電池保護機能を採用しているため、より安全に動作します。内部保護機能には、たとえば、セルバランシング、コンタクタ、電流制限、および溶断ヒューズが含まれます。電気通信業界のアプリケーションでは、リチウムイオン電池は、コントローラー、整流器、さまざまなサイズのケーブル、および配電器を含む発電所の一部を形成します。

水素電池技術はリチウム電池よりも普及しますか？

水素電池はクリーンエネルギーを提供すると考えられていますが、多くの不利な点にも直面しています。第一に、水素は主に水からの電気分解によって得られ、これは本質的に逆燃料電池であり、バッテリーに電力を供給するために必要な水素と酸素を生成するために水と結合する電気の両方を必要とします。この電力の主な供給源は、再生可能エネルギーから石炭まで、場所や世界のどこで何が得られるかに応じて、どこでも形成できます。その結果、水素の生成は、一般的なガソリン車と比較して、非常にクリーンまたは非常に汚れている可能性があります。残念ながら、使用される電力のほとんどは地球から生成されるため、後者が当てはまる可能性が高くなります。

別の問題は、ガス状の水素の貯蔵は高価であり、多くのエネルギーを必要とすることです。時にはそれが含むエネルギーの半分までであり、極低温で液体の形で保存された場合、それが必要とするエネルギーはおそらくさらに多くなります。また、この形態のエネルギーは非常に可燃性であり、封じ込めからの脱出を見つけて金属と反応する傾向があり、その結果、金属は壊れやすく、もろくなります。結局、水素は私たちの周りにありますが、製造、保管、輸送するのは難しく、危険であるだけでなく、費用もかかります。

水素電池セルは、蒸気や氷ではなく、水でも機能します。したがって、内部温度を制御下に保つことが重要であり、熱は機能的なラジエーターといくつかの冷却チャネルによって継続的に放散される必要があります。これらの結果、重量が大幅に増加します。また、低温の日に水素電池を動力源とする機械を始動する問題は非常に複雑になる可能性があり、温度がゼロ未満または氷点付近になりがちな場所では実用的でない場合があります。

水素燃料電池は、潜在的に非常にクリーンでエネルギー密度が高い一方で、電気自動車やその他のシステムを含むさまざまなアプリケーションで簡単に再充電できるエネルギー源でもあり、現在、大規模に使用することは不可能です。それらの操作は現在複雑であり、それらのアプリケーションは高価であるだけでなく、使用するのも危険です。

概観すると、リチウムイオン電池は密度が低く、充電が遅い一方で、クリーンで非常に安価であり、さらに簡単で安全に使用できます。特に、SIERRAおよびFXアプリケーションで使用される円筒形リチウムイオンセルは非常に安定しており、安全に使用できます。

これらの理由やその他の多くの理由により、水素電池技術が現在のところリチウムイオン電池よりも普及することは非常に困難であり、いくぶん非現実的である可能性があります。そして、将来的には、技術が十分に発達し、上記の課題が最終的に解決されれば、電力使用量を増やし、充電にかかる時間を短縮するための優れたソリューションとして水素電池を検討し始める可能性がありますデバイス、特に電気自動車のような頑丈な機械。しかし現在、リチウムイオン技術は、デバイスにエネルギーを供給するための高性能電源を必要とする人にとって、依然として最良のソリューションです。

水素およびリチウム電池の応用。

水素およびリチウムイオン電池は、多くの用途に使用できます。これらは両方とも、家庭用機器、大型機械、電気自動車などに電力を供給するために使用できます。リチウムイオン電池は、ラップトップや携帯電話などの小型デバイスや水素電池技術にも使用できます。