1839 m. Pirmąją kuro elementą sugalvojo seras Williamas Robertas Grove'as, Velso teisėjas, išradėjas ir fizikas. Jis susimaišė vandenilis ir deguonies dalyvaujant elektrolitas ir pagaminta elektra ir vanduo. Išradimas, kuris vėliau tapo žinomas kaip kuro elementas, negamino pakankamai elektros energijos, kad būtų naudingas.
Ankstyvieji kuro elemento etapai
1889 m. Terminas „kuro elementas“Pirmiausia sukūrė Ludwigas Mondas ir Charlesas Langeris, kurie bandė sukurti veikiantį kuro elementą naudojant oro ir pramoninių anglių dujas. Kitas šaltinis teigia, kad būtent William White Jaques pirmasis sukūrė terminą „kuro elementas“. Jaques taip pat buvo pirmasis tyrėjas, fosforo rūgštį panaudojęs elektrolitų vonioje.
Dešimtajame dešimtmetyje Vokietijoje atlikti kuro elementų tyrimai sudarė kelią plėtojant šių dienų karbonatų ciklą ir kietojo oksido kuro elementus.
1932 m. Inžinierius Francis T Bacon pradėjo gyvybiškai svarbius kuro elementų tyrimus. Ankstyvųjų elementų dizaineriai naudojo porėtus platinos elektrodus ir sieros rūgštį kaip elektrolito vonią. Naudoti platiną buvo brangu, o sieros rūgštis buvo ėsdinanti. Bekonas patobulėjo brangiuose platinos katalizatoriuose su vandenilio ir deguonies elementais, naudodamas mažiau korozinį šarminį elektrolitą ir nebrangius nikelio elektrodus.
Bakonui prireikė tobulinti savo dizainą iki 1959 m., Kai jis pademonstravo penkių kilovatų galios kuro elementą, galintį suvirinti mašiną. Pranciškus T. Baconas, tiesioginis kito žinomo Pranciškaus Bacono palikuonis, garsųjį savo kuro elementų dizainą pavadino „Bacon Cell“.
Transporto priemonių kuro elementai
1959 m. Spalio mėn. „Allis - Chalmers“ gamybos bendrovės inžinierius Harry Karlas Ihrigas pademonstravo 20 arklio galių traktorių, kuris buvo pirmoji transporto priemonė, kada nors varoma kuro elementu.
Septintojo dešimtmečio pradžioje „General Electric“ gamino degalų elementais pagrįstą elektros energiją NASA Dvynių ir „Apollo“ kosminės kapsulės. „General Electric“, kaip savo projekto pagrindą, naudojosi principais, kurie rasti „Bacon Cell“. Šiandien „Space Shuttle“ elektrą tiekia kuro elementai, o tos pačios kuro elementai tiekia geriamąjį vandenį įgulai.
NASA nusprendė, kad naudoti branduolinius reaktorius yra per didelė rizika, ir naudoti baterijos arba saulės energija buvo per daug nepatogi naudoti kosminėse transporto priemonėse. NASA finansavo daugiau nei 200 mokslinių tyrimų sutarčių, skirtų ištirti kuro elementų technologijas, kad ši technologija taptų tokio lygio, koks dabar yra perspektyvus privačiajam sektoriui.
Pirmasis autobusas, varomas degalų elementais, buvo baigtas statyti 1993 m., O keli degalų elementų automobiliai dabar statomi Europoje ir JAV. „Daimler-Benz“ ir „Toyota“ 1997 m. Pradėjo gaminti degalų elementais varomus automobilius.
Kuro elementai yra aukščiausias energijos šaltinis
Gal atsakymas į klausimą „kas toks puikus kuro elementuose?“ turėtų būti klausimas „kas taip nuostabu taršoje, keičiantis klimatui ar baigsis nafta, gamtinės dujos ir anglis? “Artėjant kitam tūkstantmečiui, laikas atsinaujinančią energiją ir planetai draugiškas technologijas laikyti svarbiausių savo prioritetų dalimi.
Kuro elementai veikia daugiau nei 150 metų ir siūlo energijos šaltinį, kuris yra neišsemiamas, saugus aplinkai ir visada prieinamas. Taigi kodėl jie jau nėra naudojami visur? Iki šiol tai buvo daroma dėl išlaidų. Ląstelės buvo per brangios gaminti. Dabar tai pasikeitė.
Jungtinėse Valstijose keli teisės aktai paskatino dabartinį sprogimą vandenilio kuro elementuose plėtra: būtent 1996 m. Kongreso vandenilio ateities įstatymas ir keli valstybiniai įstatymai, skatinantys nulinį išmetamųjų teršalų kiekį automobiliams. Visame pasaulyje, gavus didelį valstybės finansavimą, buvo sukurtos skirtingos kuro elementų rūšys. Vien JAV per pastaruosius trisdešimt metų pasinėrė į kuro elementų tyrimus daugiau nei vieną milijardą dolerių.
1998 m. Islandija paskelbė apie planus sukurti vandenilio ekonomiką bendradarbiaujant su Vokietijos automobilių gamintoju „Daimler-Benz“ ir Kanados kuro elementų kūrėju „Ballard Power Systems“. Dešimties metų planas pakeistų visas transporto priemones, įskaitant Islandijos žvejybos laivyną, į transporto priemones, kuriose naudojamos degalų elementai. 1999 m. Kovo mėn. Islandija, „Shell Oil“, „Daimler Chrysler“ ir „Norsk Hydroformed“, siekianti toliau plėtoti Islandijos vandenilio ekonomiką.
1999 m. Vasario mėn. Hamburge, Vokietijoje, atidaryta pirmoji Europoje viešoji komercinė vandenilio degalinė automobiliams ir sunkvežimiams. 1999 m. Balandžio mėn. Daimler Chrysler pristatė skystojo vandenilio transporto priemonę NECAR 4. Didžiausiu 90 mylių per valandą greičiu ir 280 mylių bako talpa automobilis nustūmė spaudą. Iki 2004 m. Bendrovė planuoja ribotos gamybos kuro elementų transporto priemones. Iki to laiko „Daimler Chrysler“ išleis dar 1,4 milijardo dolerių kuro elementų technologijos plėtrai.
1999 m. Rugpjūčio mėn. Singapūro fizikai paskelbė apie naują vandenilio kaupimo būdą, kuriame šarminiuose tirpaluose naudojami anglies nanovamzdeliai, kurie padidins vandenilio saugojimą ir saugumą. Taivano įmonė „San Yang“ kuria pirmąjį motociklą, varomą kuro elementais.
Kur mes einame iš čia?
Vis dar kyla problemų dėl vandeniliu varomų variklių ir elektrinių. Reikia išspręsti transporto, saugojimo ir saugos problemas. „Greenpeace“ paskatino kurti kuro elementą, valdomą naudojant regeneraciniu būdu pagamintą vandenilį. Europos automobilių gamintojai iki šiol ignoravo „Greenpeace“ projektą, skirtą itin efektyviam automobiliui, sunaudojančiam tik 3 litrus benzino 100 km.
Ypatinga padėka skiriama „H-Power“, „Vandenilio kuro elementų laiškui“ ir „2000 kuro elementams“