Vedecká sada - auto na vodík
Práve sa chystáš oboznámiť sa s jednou z najpokrokovejších technológií 21. storočia. Model tohto auta získava energiu pre svoju jazdu pomocou slnečného žiarenia premenou vody na vodík. Práve preto je tento spôsob spaľovania vodíku 100% čistý a je tak veľmi šetrný k životnému prostrediu.
Zariadenie, ktoré umožňuje získať vodík z vody sa nazýva elektrolyzér a palivové články potom premenia vodík na elektrickú energiu, ktorá bude pohánať vozidlá, elektrické prístroje alebo zásobovať energiou domácnosti. Neváhaj a vstúp s nami do novej epochy pohonu na vodík.
Slovenský návod k tejto stavebnici je dostupný ako elektronický obsah v našom labáku.
Trochu teórie
Naša civilizácia spotrebúva obrovské množstvo energie a väčšina tejto energie sa získava z fosílnych palív (uhlie, ropa, zemný plyn), ktoré vznikli premenou odumretých zvyškov rastlín a tiel živočíchov bez prístupu vzduchu.
V súčasnosti sa fosílne palivá využívajú najmä na výrobu tepla, elektriny a na pohon motorových dopravných prostriedkov. Ich veľkou výhodou je, že premena na využiteľnú formu energie je lacná a jednoduchá. Rýchlo sa však míňajú a pri ich spaľovaní sa do ovzdušia uvoľňujú znečisťujúce látky a skleníkové plyny, ktoré urýchľujú globálne otepľovanie Zeme.
Hladáme preto dlhodobý alternatívny zdroj energie, ktorým môže byť práve vodík.
Voda je zlúčenina kyslíka a vodíka. Keď ňou necháš prechádzať elektrický prúd, väzby sa môžu prerušiť a získaš samotný kyslík a vodík, uvoľnené vo forme plynu. Tento proces sa volá elektrolýza.
Vodíkový palivový článok využíva presný opak tohto procesu. Proces je úplne tichý a jediným odpadom je voda a teplo, ktoré môže byť znovu zužitkované. Palivové články môžu byť vyrobené v širokej škále veľkostí pre rôzne účely.
Palivový článok pája vodík a kyslík na vodu a vytvára pritom elektrickú energiu. Aj keď sa to teda volá palivový článok, v skutočnosti tu neprebieha spaľovanie plameňom pri vysokej teplote, ale iba katalytická reakcia pri nízkej teplote.
Palivom tu je vodík a kyslík. Ten je v bežných podmienkach v podobe molekúl, ktoré sa privádzajú na špeciálnu membránku. Na jej povrchu sa molekuly plynov vplyvom katalyzátora štiepia na atómy až ióny. Protóny vodíka, ktoré už elektróde odovzdali svoj elektrón, prechádzajú cez membránku k opačnej elektróde, kde sa zlučujú s aniónmi kyslíka za vzniku molekuly vody. Elektróny pritom prechádzajú cez vonkajší elektrický obvod a sú zdrojom elektrickej energie.
Aj keď je pravda, že palivové články a vodíkové technológie sú pre mnohých neznáme, mnohé spoločnosti už majú vyvinuté komerčné produkty založené na tejto technológii. Je len otázkou času kedy sa dostupnosť a cena palivových článkov dostane na takú úroveň, že vodíkové technológie budeme využívať každý deň.
