Hvilken bedre måte å få barn og tenåringer interessert i alternativ energi og fysikk enn med en Hydrogen Fuel Cell Car vitenskap kit? Ikke bare vil din fremtidige vitenskapsmann ha det gøy bygningen lære hvordan vi kan utlede energi fra hydrogen, men de får en hands-on arbeid hydrogenbil byggeprosjekt. Vil de ende opp med å bli en av fremtidens forskere som bidrar til å gjøre hydrogen en levedyktig energikilde? Ved hjelp av en enhet som kalles en PEM hydrogen brenselcelle, slik som de som selges av Science Store for the Stars, kan den kjemiske energien i hydrogen omdannes til elektrisk energi vi kan bruke. PEM betyr protonbyttemembranen og ligner på et batteri, som også konverterer kjemisk energi til elektrisk energi. Men har et batteri et fast beløp av kjemikalier inni den og en hydrogen brenselcelle kan kontinuerlig ha hydrogen og oksygen lagt til det betyr ingen oppladning eller kaste det bort! PEM dateres tilbake til 1839, da engelske fysikeren William Robert Grove først demonstrerte sin "gass solar batteri." Hans eksperimenter banet vei for PEM-brenselcelle først utviklet i 1960 av General Electric som ga elektrisk kraft og drikkevann ombord i Gemini romfartøy . Hydrogen drivstoff er et stort åpent felt av vitenskap så mange alternativer til dagens bensin modell av biler blir studert og eksperimentert med. Vi konsumerer konvensjonelle petroleumsbasert brensel 100.000 ganger raskere enn de blir gjort tilgjengelig, heve mange spørsmål om hvor lenge våre konvensjonelle energiforsyning vil vare. Kina, og muligens India, vil snart gå forbi USA i energibehov betyr levedyktige energi alternativer vil bli enda viktigere. Kan hydrogendrift være fremtiden? Men før du får altfor begeistret, er det fortsatt mange hindringer å hoppe før hydrogenbiler blitt main-stream. Mange av de beste forskere og ingeniører over hele verden er i et kappløp for å overvinne en rekke kommersialisering og tekniske problemer med hydrogen-brenselceller og de fleste bilprodusentene inkludert Toyota, Ford, Honda, og GM er alle undersøker potensialet i denne utrolig kilde til energi. Brenselcellen i en Hydrogen Fuel Cell Car kit er den samme prosessen som brukes av personbiler hydrogenbiler som vil være tilgjengelig for oss å kjøpe i nær fremtid. Med en hydrogen /elektrisk hybrid bil, slik som Toyota Highlander SUV, vil du ta turen til nærmeste fyllestasjon for hydrogen og fyll tanken med hydrogen gass (H2) på ca 10.000 pounds per kvadrattomme. Når du kjører rundt, er de elektriske batterier pålegges av hydrogen /oksygen kjemisk prosess og regenerative bryte (nåværende gass /elektriske hybrider også benytter denne) til å lade batteriene. Selve bilen kjører faktisk på en elektrisk motor. Som et spørsmål om faktum, er det i dag hydrogenbusser på veien i noen store cities.So hvordan en hydrogen brenselcelle arbeid? De brenselcellebil settene inneholder en reversibel PEM brenselcelle som betyr protonbyttemembranen. Å være reversibel, kan brenselcellen operere både som en elektrolysator, produksjon av hydrogen (H2) og oksygen (O2) fra vann (H2O), og også som en brenselcelle (revers elektrolysator) for å omdanne kjemisk energi fra hydrogenet til strømmen med den biprodukt være vanndamp og heat.Let 's første titt på prosessen med å snu hydrogen (kjemisk energi) til elektrisitet for å drive vår bil. Dette er det motsatte elektrolyse eller brenselcelle. Den PEM-brenselcelle består i hovedsak av fire komponenter, anoden (negativ elektrode), katoden (positiv elektrode), en katalysator og en elektrolytt. Hydrogengass pumpet inn i anoden treffer katalysator (et tynt lag av platina) og splittes i hydrogen protoner og elektroner. På motsatt side av brenselcellen, oksygen inn i katoden. Klemt mellom anoden og katoden er en tynn elektrolytt membran som ser ut som plast brytes du ville finne på kjøkkenet. Det tillater de positivt ladede protoner å passere gjennom fra anoden til katoden, men blokkerer de negativt ladede elektroner som er tvunget til å strømme gjennom en ekstern krets for å danne en elektrisk strøm. Når den elektriske strømmen returnerer fra gjøre arbeid, for eksempel å drive en elektrisk motor, reagerer det med oksygen og hydrogen-ioner ved katoden og danner vann og varme. ! Som betyr ingen smog-forming utslipp eller klimagasser La oss nå se på elektrolysørkonseptet - prosessen med å bryte vann (H2O) til hydrogen (H2) og oksygen (O2). Når et kjemisk ladning påsettes vann nedbrytes lade den kjemiske binding mellom hydrogen og oksygen og skaper ladede partikler som kalles ioner. I dette tilfellet blir positivt ladede hydrogenioner og negativt ladede ioner dannet. En elektrolytt, også kalt en elektrolytisk leder, er et ledende medium hvor strømforløpet er ledsaget av bevegelse av materie i form av ioner. En elektrolysør har to elektroder hvor ionene danner. Én elektrode, som kalles anoden, er positivt ladet, og tiltrekker de negativt ladede oksygenioner. Den andre elektroden er kalt katode, og tiltrekker de positivt ladede hydrogenioner. Men å bryte båndene av vann krever energy.What gjør Hydrogen drivstoff så attraktiv? Som nevnt før, er det eneste biprodukt vann, så det er ingen karbon eller andre utslipp for å skade miljøet. Det er ikke giftig, ren å bruke, og har mye mer energi per vektenhet enn noe annet element vi vet. Det er også den minst kompliserte og mest tallrike element i vår synlige universet slik vi vet vi vil ikke kjøre ut noen tid snart! Og Hydrogen kan en dag strømmen ikke bare våre hjem, men selv små elektroniske enheter. Grensene er bare i minds.What vår er ulempene? Den store ulempen til hydrogendrevne kjøretøyer er den energien som trengs for å lage hydrogen. Selv om en bil enn går på ren hydrogen ikke sender ut noe forurensning, hydrogen du nettopp kjøpt for å fylle tanken måtte bli laget med elektrisitet i noen form. Hvis en kull, olje eller gass anlegg skapte energi, så karbonmonoksid ble opprettet for å gjøre hydrogen. Plutselig din "grønn" bil er ikke så rent, er det? Hvis du bruker en hydrogen /bensin hybrid, vil du bruke mindre gass, men du vil fortsatt bruke gass. Også trenger PEM-brenselceller ikke skape mye energi. For å få nok energi til å drive en bil, for eksempel, må ingeniører stable flere hundre brenselceller sammen i en serie. Dette innebærer et mer komplisert system med flere måter for noe å bryte ned. Og hvor mye er du villig til å betale for en hydrogen bil? Fordi teknologien er så ny og hydrogen biler blir ikke masseprodusert, vil prisen alene være for mye for den gjennomsnittlige amerikaner å ha råd til, i hvert fall i nær fremtid. Tilgjengeligheten av fyllestasjoner er en annen sak. Det vil være svært kostbart å installere hydrogenstasjoner i samme grad som vi i dag har bensinstasjoner. Foreløpig er de enkleste stedene å finne en hydrogen fyllestasjon i Orange County, California, Westchester County, New York eller Washington, DC Reise mer enn hundre eller så miles utenfor disse områdene, og du kan få strandet. Dette er bare noen av problemene som venter på å bli løst ved en fremtidig scientist.What fremskritt skal det gjøres? Plenty! Auto selskaper ser på å lage hydrogen uten å bruke karbon emitting kilder som kull planter. Solenergi er en betraktning under etterforskning. Men solcellepaneler er foreløpig ikke veldig effektivt (en annen stor vitenskapelig fagområde), men vil være en ren fornybar energi for å produsere hydrogen hvis det kan gjøres billig og effektivt. Det er mye fremme skal gjøres i brenselcellen design i seg selv. Honda løst et problem rett og slett ved å re-orientering av posisjonen av brenselcellen. Tradisjonelt ble brenselceller plasseres liggende flatt under gulvet i bilen, noe som medførte vannet skapt som et biprodukt måtte være aggressivt pumpes ut av brenselcellen ved hjelp av mer energi. Hondas FCX hydrogenbil har et vertikalt orientert brenselcelle, slik at tyngdekraften til å gjøre mye av arbeidet og sparer energi. Var ikke det en god idé? Størrelsen og effektiviteten av hydrogen motorer er et annet område hvor fremtidige forbedringer vil være viktig, samt bedre måter å kjøle ned engine.As du kan se er det mange muligheter i vitenskapen innen hydrogen brenselcelle utvikling, og det er en veldig interessant emne. Selv om noe av dette kan høres komplisert, blir det mye lettere å forstå når du bygger, hands-on, selve Fuel Cell Car modell. Hydrogen Fuel Cell Car kits er populære for barna starter på ca 10 år og opp og er gode science fair prosjekter. Selv mange voksne finner dem fascinerende og de er en fantastisk måte å delta i et prosjekt sammen med barnet ditt. Og om de blir det neste store vitenskapsmann eller ikke, det er bare en morsom måte å lære naturfag
By:! BamaCat