Hvilken bedre måde at få børn og teenagere er interesseret i alternativ energi og fysik end med en Hydrogen Fuel Cell Car science kit? Ikke blot vil din fremtid videnskabsmand have det sjovt bygning lære, hvordan vi kan udlede energi fra brint, men de får en hands-on arbejde brintbil byggeprojekt. Vil de ender med at blive en af ​​fremtidens forskere, der hjælper til at gøre brint en levedygtig energikilde? Ved hjælp af en enhed kaldet en PEM brint brændselscelle, som dem der sælges af Science butik for stjernerne, kan den kemiske energi af brint omdannes til elektrisk energi, vi kan bruge. PEM betyder Proton Exchange Membrane og svarer til et batteri, der også omdanner kemisk energi til elektrisk energi. Men et batteri har en fast mængde kemikalier inde i den og en brint brændselscelle kan løbende få brint og ilt tilføjes det betyder ingen opladning eller smide det væk! PEM kan dateres tilbage til 1839, da engelske fysiker William Robert Grove først demonstrerede sin "gas Voltaic batteri." Hans eksperimenter banede vejen for PEM brændselsceller først udviklet i 1960'erne af General Electric, som forudsat el og drikkevand ombord på Gemini rumfartøjer . Hydrogen brændstof er et stort åbent område af videnskaben så mange alternativer til den nuværende benzin model af køretøjer er ved at blive undersøgt og eksperimenteret med. Vi forbruger traditionelle oliebaserede brændstoffer 100.000 gange hurtigere end de bliver gjort tilgængelige, hæve mange spørgsmål om, hvor længe vores konventionelle energikilder vil vare. Kina og muligvis Indien, vil snart overgå USA i energibehov betyder levedygtige energi alternativer vil blive endnu vigtigere. Kunne brintkraft være fremtiden? Men før du får alt for ophidset, er der stadig mange forhindringer for at springe, før brintbiler bliver main-stream. Mange af de førende forskere og ingeniører fra hele verden er i et kapløb om at overvinde en række kommercialisering og tekniske problemer med brændselsceller og de fleste bilproducenter, herunder Toyota, Ford, Honda og GM er alle forsker potentialet i denne utrolige kilde energi. Brændselscellen i en Hydrogen Fuel Cell Car kit er den samme proces, der anvendes af passagerskibe, brintbiler, der vil være tilgængelig for os at købe i den nærmeste fremtid. Med en brint /elektrisk hybridbil, såsom Toyota Highlander SUV, ville du stå i spidsen for den nærmeste brint tankstation og fylde tanken med brintgas (H2) ved omkring 10.000 pounds per kvadrattomme. Når du kører rundt, er elektriske batterier opkrævet af brint /ilt kemisk proces og regenerative bremser (nuværende gas /elektriske hybrider også ansætte dette) til at oplade batterierne. Bilen selv faktisk kører på en elektrisk motor. Som en kendsgerning, er der i øjeblikket brintbusser på vej i nogle store cities.So hvordan en brint brændselscelle arbejde? Brændselscellen Bilmonteringssæt indeholde en reversibel PEM brændselscelle, hvilket betyder Proton Exchange Membrane. Bliver reversibel, kan brændselscellen fungere både som en elektrolysator, der producerer brint (H2) og ilt (O2) fra vand (H2O), og også som en brændselscelle (omvendt elektrolysator) at omdanne den kemiske energi af brint til elektricitet med biprodukt være vanddamp og heat.Let 's første kig på processen med at gøre brint (kemisk energi) til elektricitet til magten vores bil. Dette er den omvendte elektrolyse eller brændselscelle. PEM brændselscelle består primært af fire komponenter, anoden (negativ elektrode), katoden (positiv elektrode), en katalysator og en elektrolyt. Hydrogengas pumpes ind anoden rammer katalysator (et tyndt lag af platin) og deler sig i brint protoner og elektroner. På den modsatte side af brændselscellen, kommer oxygen katoden. Klemt inde mellem anode og katode er en tynd elektrolyt membran, der ligner plastic wrap, du vil finde i dit køkken. Den tillader de positivt ladede protoner at passere igennem fra anoden til katoden, men blokerer de negativt ladede elektroner, som er tvunget til at strømme gennem et ydre kredsløb til dannelse af en elektrisk strøm. Når den elektriske strøm afkast fra arbejdsstilling, såsom kraftoverførsel en elektromotor, reagerer med ilt og brint ioner ved katoden for at danne vand og varme. ! Det betyder ingen smog-dannende emissioner eller drivhusgasser Lad os nu se på elektrolysøren - processen med at bryde vand (H2O) til brint (H2) og ilt (O2). Når en kemisk ladning påføres vand, afgiften bryder den kemiske binding mellem brint og ilt og skaber ladede partikler kaldet ioner. I dette tilfælde er positivt ladede hydrogenioner og negativt ladede ioner dannet. En elektrolyt, også kaldet en elektrolytisk leder, er en ledende medium, hvori strømmen er ledsaget af bevægelsen af ​​stof i form af ioner. En Elektrolyseanlægget har 2 elektroder, hvor ionerne dannes. En elektrode, kaldet anoden, er positivt ladet, og tiltrækker de negativt ladede ilt-ioner. Den anden elektrode kaldes katoden og tiltrækker de positivt ladede hydrogenioner. Men for at bryde de bånd af vand kræver energy.What gør brint brændstof så attraktiv? Som nævnt før, det eneste biprodukt er vand, så der er ingen carbon eller andre emissioner at skade miljøet. Det er ikke-toksisk, ren at bruge, og har meget mere energi pr vægtenhed end noget andet element vi kender. Det er også den mindst komplekse og mest rigelige element i vores synlige univers, så vi ved, vi vil ikke løbe ud til enhver tid snart! Og brint måske en dag magten ikke kun vores hjem, men selv små elektroniske enheder. Grænserne er kun i vores minds.What er ulemper? Den største ulempe ved at brintdrevne køretøjer er den nødvendige energi til at skabe brint. Selv om en bil end kører udelukkende på brint ikke udsender nogen forurening, brint, du lige har købt til at fylde din tank skulle skabes ved hjælp af elektricitet i en eller anden form. Hvis en kul, olie eller gas plante skabte energi, så carbonmonoxid blev skabt for at gøre brint. Pludselig din "grønne" bil er ikke så ren, er det? Hvis du bruger en brint /benzin hybrid, ville du bruge mindre gas, men du ville stadig bruge gas. Også, PEM brændselsceller ikke skabe meget energi. At få nok energi til at drive en bil, for eksempel, skal ingeniører stak hundredvis af brændselsceller sammen i en serie. Dette betyder en mere kompliceret system med flere måder for noget at bryde ned. Og hvor meget er du villig til at betale for en brintbil? Fordi teknologien er så nyt og brintbiler bliver ikke masseproduceret, vil prisen alene være for meget for den gennemsnitlige amerikaner råd, i hvert fald i den nærmeste fremtid. Tilgængeligheden af ​​tankstationer er en anden sag. Det vil være meget dyrt at installere brinttankstationer i samme grad, som vi har i øjeblikket benzin-stationer. I øjeblikket er de nemmeste steder at finde en brint tankstation i Orange County, Californien, Westchester County, New York, eller Washington, DC Travel mere end hundrede eller deromkring miles uden for disse områder og du kan få strandede. Disse er blot nogle af de spørgsmål, der venter på at blive løst ved en fremtidig scientist.What fremskridt er at der skal foretages? Masser! Auto virksomheder søger ind i at skabe brint uden at bruge kulstofemission kilder som kulkraftværker. Solenergi er en overvejelse, der undersøges. Men solpaneler er i øjeblikket ikke meget effektive (anden stor videnskabelig fagområde), men ville være en ren vedvarende energikilde til fremstilling af hydrogen, hvis det kan gøres billigt og effektivt. Der er meget avancement skal foretages i brændselscellen design selv. Honda løst et problem blot ved at re-orientere positionen af ​​brændselscellen. Traditionelt blev brændselsceller anbragt liggende fladt under gulvet af bilen, hvilket betød vandet skabt som et biprodukt skulle aggressivt pumpes ud af brændselscellen bruger mere energi. Hondas FCX brint bil har en lodret orienteret brændselscelle, så tyngdekraften til at gøre meget af arbejdet og sparer energi. Var det ikke en god idé? Størrelsen og effektivitet brintmotorer er et andet område, hvor fremtidige forbedringer vil være vigtigt, samt bedre måder at køle engine.As du kan se der er en mange muligheder i videnskaben inden for brint brændselscelle udvikling og det er en meget interessant emne. Selv om nogle af dette kan lyde kompliceret, bliver det meget lettere at forstå, når du bygger, hands-on,. Selve Fuel Cell Car model Hydrogen Fuel Cell Car kits er populære for børn starter ved omkring 10 år og op og er gode videnskab fair projekter. Selv mange voksne finder dem fascinerende og de er en fantastisk måde at deltage i et projekt med dit barn. Og uanset om de bliver den næste store videnskabsmand eller ej, det er bare en sjov måde at lære naturvidenskab
Af:! BamaCat