Kaj je gorivna celica?
Gorivna celica je elektrokemična energijska naprava, ki sočasno proizvaja električno energijo in toploto. Da bi to lahko naredili, se uporablja vodik kot gorivo, ki se kombinira s kisikom v zraku in jo pretvarja v vodo, medtem ko proizvaja toploto in električno energijo. To je podobno bateriji, razen da se gorivna celica ne spušča ali zahteva polnjenje kot baterija. Med črpanjem moči se ponovno polnijo.
Vodik je običajno na voljo v gorivih, kot sta propan in zemeljski plin. Gorivne celice uporabljajo tudi druga goriva, ki vsebujejo vodik in spadajo med najbolj obsežen element na Zemlji. Goriva, ki vsebujejo vodik, vključujejo:
- Metanol
- Etanol
- Zemeljski plin
- Bencin
- Dizelsko gorivo
Danes lahko energijo, ki je potrebna za proizvodnjo vodika, dobavljamo z vetrom, s sončno energijo, biomaso in celo s plinom iz odlagališč ter naprav za čiščenje odpadne vode. Te vrste so znane kot obnovljiva goriva. Vodik iz teh obnovljivih goriv je čist in bogat vir energije. Ko se uporablja v gorivni celici, je edina nastajajoča emisija voda, brez izgorevanja ali z izgorevanjem, torej onesnaževal! Voda se lahko z elektrolizo predela tako, da naredi več vodika, ki oskrbuje več goriva.
Vetrna energija
Že več tisoč let so ljudje izkoriščali energijo vetra. Ljudje uporabljajo vetrove, da plujejo s svojimi ladjami na rekah in oceanih. Kasneje so bile vetrne elektrarne zgrajene in se uporabljajo za mletje pšenice, koruze in drugih zrn ter za črpanje vode iz vrtin in rezanje lesa v žagah. Danes uporabljamo vetrno energijo za pridobivanje električne energije.
Od kod prihaja veter?
Veter je posledica neenakomernega segrevanja zemeljske površine s soncem. Med dnevom se zrak nad zemljo segreje hitreje kot zrak nad vodo, kot so oceani in jezera, zaradi česar je zrak nad vodo hladnejši in težji. Neenakomerno segrevanje zraka je posledica zemlje, sestavljene iz različnih površin in višin, kot so oceani, jezera in reke, gozdovi in džungli, puščave ter gore. Topel zrak skozi zemljo se razširi in dvigne, hladnejši zrak nad vodo pa skoči v zrak, da vzame mesto toplejšega zraka, ki ustvarja vetrove.
Sončna energija
Sončna energija je energija, ki jo proizvaja sonce v obliki toplote in svetlobe. Sonce je 93 milijona milj od zemlje in je staro 4 do 5 milijard let. Temperatura sonca se giblje od 5.600 stopinj Celzija na svoji površini do več kot 9,5 milijonov stopinj C v središču. Za to energijo potrebuje približno 8 minut. Sonce je zvezda, sestavljena iz večinoma vodikovega in helijevega plina. Vsak dan izžareva ogromno količino energije.
Sončna energija je čista in ne onesnažuje zraka, zemlje ali vode. Prav tako je "obnovljiva energija", zato je za uporabo veliko sonca ali sončne energije. Količina sončne energije, ki nas doseže v enem dnevu, bi lahko za našo moč potrebovala do enega leta! Z uporabo več sončne energije lahko ohranimo več naših fosilnih goriv, kot so premog, surova nafta in zemeljski plin. Sončna energija postaja vse bolj priljubljena, saj najdemo boljše načine izkoriščanja sončne energije.
Geotermalna energija
Geotermalna energija je toplota, proizvedena 4.000 milj globoko v notranjosti zemeljskega jedra, ki je sestavljena iz železa. Središče zemlje imenujemo železno jedro. Središče zemlje je zelo vroče in zemlja je sestavljena iz več plasti:
- Skorja - Zemljina površina je skorja, ki je globoka do 40 milj. Zemljina skorja sestavljajo celine in oceanskih tal.
- Plašč - plast pod skorjo je plašč, ki je globok približno 1.800 km. Maska je sestavljena iz magme (ali lave) in kamnine. Ko opazite, da vulkan izbruhne, je v njem lava iz vulkana magme.
- Zunanji jedro - Tretji sloj se imenuje zunanji jedro, ki je sestavljen iz železa in magme.
- Železno jedro - To je središče zemlje, ki je sestavljeno iz železa.
Beseda geotermalna prihaja iz grške besede geo - kar pomeni zemlja - in terme - kar pomeni toplota. Geotermalno energijo so najprej uporabljali starodavni ljudje za ogrevanje vode za kopanje. Obstaja veliko naravnih toplih izvirov po svetu, ki jih ogreva zemlja in se uporabljajo za kopanje.
Morda najbolj znana oblika geotermalne dejavnosti je gejzir. Naravni gejzirji se oblikujejo, ko podzemne komore napolnijo z vodo in jih ogreva zemlja. Para nastane, ko se voda segreje na vrelišče. Tlak pare povzroči izbruh gejzirja in spuščanje njene vsebine in cikel se začne znova.
Geotermalna energija je tudi obnovljivi vir energije. Zemlja neprestano proizvaja dež za vodo in magmo za proizvodnjo toplote. V notranjosti zemlje globoko v vodi skale absorbirajo toploto iz magme. Tako lahko kopamo vdolbine in izčrpamo ogrevano vodo ali paro. Ta ogrevana voda se lahko uporablja za ogrevanje in proizvodnjo električne energije.
Ustvarjanje električne energije iz geotermalne energije
Geotermalna energija je čista energija, ker se gorivo ne zažge, zato v okolju ni škodljivih onesnaževal. Geotermalne elektrarne uporabljajo vodno paro iz vrtin, ki segajo globoko v zemljo v geotermalne rezervoarje. Te rezervoarje po navadi najdemo ob glavnih mejnih ploščah zemlje, kjer se najbolj pogosto pojavljajo vulkani in potresi. Ker za geotermalne rezervoarje ni nobenih fizičnih znakov, geologi morajo vrtati vdolbino in preizkusiti temperaturo tal, da bi ugotovili, ali obstaja rezervoar, ki ga je mogoče uporabiti.
Za proizvodnjo električne energije uporabljamo tri vrste geotermalne energije:
- Hidrotermalna - Uporablja paro in toplo vodo
- Geopressurizirana - uporablja vročo vodo z okoli 350 stopinjami Celzija vroče vode pod tlakom in hidravlične turbine, ki vsebujejo raztopljeni metan in ležijo na globinah od 3048 m in do več kot 6096 m pod zemeljsko površino. Najbolj znani rezervoarji, ki so na površini, ležijo ob Teksaški in Luksemburški zalivski obali.
- Petrothermal, tukaj se porabljajo suhe vroče kamnine, ki zahtevajo vbrizgavanje vode za pripravo pare
Najpogostejši postopek je hidrotermalni, kjer se črpajo preko parne črpalke iz vodnjakov neposredno iz rezervoarja v ogromno turbino. Turbina vrti magnet, ki ustvarja električno energijo.
Biomasa
Biomasa je najstarejša oblika energije. Že več tisoč let je človek zažigal les za ogrevanje in kuhanje. Dejansko je bil les sredi devetdesetih največji energetski ponudnik na svetu.
Biomasa je vsaka organska snov, ki se lahko uporablja kot vir energije. Ekološko pomeni kaj živega ali živega pred kratkim. Organski materiali so tudi obnovljivi viri energije. Vključujejo drevesa, rastline in živalske odpadke.
Biomasa dobi svojo energijo pred soncem skozi postopek, imenovan fotosinteza. Rastline, kot so drevesa, pridelki in trave, absorbirajo in hranijo sončno energijo sevanja v svojih listih in koreninah. Rastline nato pretvorijo to energijo v kemijsko energijo v obliki sladkorja, ki je ogljikov hidrat. Kadar ljudje in živali jedo rastline (biomaso) ali izdelke iz rastlin, kot je pšenica, uporabljajo ogljikove hidrate za energijo. Ko kurimo les (biomaso), porabimo energijo, ki jo ustvarimo z vročino.
Smeti so še en vir energije. Lahko jih kurimo, da bi ustvarili paro in električno energijo. Elektrarne, ki uporabljajo smeti in druge odpadke za kurjenje, se imenujejo naprave, ki oddajajo energijo.
Uporabljaj varno!
Vsak dan varno uporabljamo električno energijo in zemeljski plin, vendar bi morali vedeti, kaj storiti ob izrednih dogodkih ali nesrečah, rešiti življenje ali vaš dom, poslovno ali šolo. Naučite se, kaj storiti v primeru električnega udara ali požara in kaj storiti, če slišite uhajati zemeljski plin!
Ne pozabite, da odrasli vedno poveste, preden storite kaj.
I.K.
