Vad bättre sätt att få barn och ungdomar intresserade av alternativ energi och fysik än med en Hydrogen Fuel Cell Car Science Kit? Inte bara kommer din framtida forskare ha roligt byggnad lära hur vi kan härleda energi från väte, men de får en praktisk arbeta vätgas projekt bil byggnad. Kommer de till slut blir en av de framtida forskare som bidrar till att göra vätgas en livskraftig energikälla? Med hjälp av en anordning som kallas en PEM-cell vätgas, såsom de som säljs av Science Store för stjärnorna, kan den kemiska energin i väte omvandlas till elektrisk energi som vi kan använda. PEM betyder Proton Exchange Membrane och liknar ett batteri, som också omvandlar kemisk energi till elektrisk energi. Dock har ett batteri en bestämd mängd kemikalier i den och en bränslecell kan kontinuerligt ha väte och syre tillsätts till det vilket innebär ingen laddning eller kasta bort det! PEM går tillbaka till 1839 då engelska fysikern William Robert Grove först visade sin "gas Voltas batteri." Hans experiment banade väg för PEM bränslecell först utvecklades på 1960-talet av General Electric som tillhandahålls elkraft och dricksvatten ombord på Gemini rymdfarkoster . Vätgas bränsle är ett stort öppet område för vetenskap så många alternativ till den nuvarande bensin modell av fordon studeras och experimenterat med. Vi konsumerar konventionella petroleumbaserade bränslen 100.000 gånger snabbare än de görs tillgängliga, lyfter många frågor om hur länge våra konventionella energikällor kommer att pågå. Kina, och möjligen Indien kommer snart att överträffa USA i energibehov innebär livskraftiga energialternativ kommer att bli ännu viktigare. Kan vätgaskraft vara framtiden? Men innan du blir för upphetsad, det finns fortfarande många hinder att hoppa innan vätgasbilar blivit main-stream. Många av de bästa forskare och ingenjörer runt om i världen är i en kapplöpning för att övervinna ett antal kommersialisering och tekniska frågor med vätgasdrivna bränsleceller och de flesta biltillverkare, inklusive Toyota, Ford, Honda, och GM är alla forskar potentialen i denna fantastiska källa energi. Bränslecellen i en Hydrogen Fuel Cell Car kit är samma process som används av personbilar vätgas som kommer att vara tillgängliga för oss att köpa inom en snar framtid. Med en väte /el-hybrid bil, till exempel Toyota Highlander SUV, skulle du bege dig till närmaste väte tankställe och fylla tanken med vätgas (H2) vid omkring 10.000 pounds per kvadrattum. När du kör runt, de elektriska batterier laddas med vätgas /syrgas kemisk process och regenerativ bryta (aktuell gas /el-hybrider också använder denna) för att ladda batterierna. Bilen i sig går faktiskt på en elektrisk motor. I själva verket finns det idag väte bussar på vägen i någon större cities.So hur fungerar en väte-arbete bränslecell? Bränslecellen Car kit innehåller en reversibel cell PEM bränsle vilket innebär att Proton Exchange Membrane. Att vara reversibel, kan bränslecellen fungerar både som en elektrolysör, producera vätgas (H2) och syre (O2) från vatten (H2O), och även som en bränslecell (reverse elektrolysör) för att omvandla kemisk energi av väte till elektricitet med biprodukt är vattenånga och heat.Let 's första titt på processen att omvandla vätet (kemisk energi) till el för att driva vår bil. Detta är den omvända elektrolys eller bränslecell. PEM bränslecell består huvudsakligen av fyra delar, anod (negativ elektrod), katoden (positiv elektrod), en katalysator och en elektrolyt. Vätgas pumpas in i anoden slår katalysatom (ett tunt skikt av platina) och delar sig i väteprotoner och elektroner. På den motsatta sidan av bränslecellen, inträder syre katoden. Inklämt mellan anoden och katoden är ett tunt elektrolytmembran som ser ut som plastfolie du hittar i ditt kök. Det tillåter de positivt laddade protoner att passera från anoden till katoden men blockerar de negativt laddade elektroner som tvingas att strömma genom en yttre krets för att bilda en elektrisk ström. När den elektriska strömmen återgår från att göra arbete, såsom att driva en elektrisk motor, reagerar den med syre och de vätejoner vid katoden för att bilda vatten och värme. ! Det innebär inga smog-forming utsläpp eller växthusgaser Låt oss nu titta på elektrolysören - processen att bryta vatten (H2O) till vätgas (H2) och syre (O2). När en kemisk laddning appliceras på vatten, bryter laddningen den kemiska bindningen mellan väte och syre och skapar laddade partiklar som kallas joner. I detta fall är positivt laddade vätejoner och negativt laddade joner bildas. En elektrolyt, även kallad en elektrolytisk ledare, är ett ledande medium i vilket flödet av ström åtföljs av förflyttning av ämnen i form av joner. En elektrolysör har 2 elektroder där jonerna bildar. En elektrod, som kallas anoden, är positivt laddad, och attraherar de negativt laddade syre joner. Den andra elektroden kallas katoden och attraherar de positivt laddade vätejoner. Men att bryta banden av vatten kräver energy.What gör vätgas så attraktiv? Som tidigare nämnts, är den enda biprodukten vatten, så det finns ingen kol eller andra utsläpp vara skadliga för miljön. Det är icke-toxisk, ren att använda, och har mycket mer energi per viktenhet än någon annan faktor som vi vet. Det är också den minst komplicerade och vanligaste grundämnet i vårt synliga universum så vi vet att vi inte kommer att ta slut någon gång snart! Och väte får en dag driva inte bara våra hem, men även små elektroniska apparater. Gränserna är bara i vårt minds.What är baksidorna? Den stora nackdelen med vätgasdrivna fordon är den energi som behövs för att skapa vätgas. Även en bil än kör enbart på vätgas inte avger några föroreningar, vätet du köpte bara för att fylla din tank måste skapas med hjälp av el i någon form. Om en kol, olja, eller förgasningsanläggning skapade energi, då kolmonoxid skapades för att göra vätet. Helt plötsligt din "gröna" bil är inte så ren, är det? Om du använder en väte /bensin hybrid, skulle du använda mindre gas, men du skulle fortfarande använda gas. Dessutom skapar PEM-bränsleceller inte mycket energi. För att få tillräckligt med energi för att driva en bil, till exempel, måste ingenjörer stapla hundratals bränsleceller tillsammans i en serie. Detta innebär ett mer komplicerat system med fler sätt för något att bryta ner. Och hur mycket är du villig att betala för en väte bil? Eftersom tekniken är så ny och vätgasbilar inte blir massproducerade, kommer enbart priset vara för mycket för den genomsnittlige amerikanen att ha råd med, åtminstone inom den närmaste framtiden. Tillgänglighet tankställen är en annan fråga. Det kommer att bli mycket kostsamt att installera väte tankställen i samma utsträckning som vi har för närvarande bensinstationer. För närvarande är de enklaste ställena att hitta ett väte tankställe i Orange County, Kalifornien, Westchester County, New York, eller Washington, mer än hundra eller så miles utanför dessa områden och du DC Resor kan få strandsatta. Dessa är bara några av de frågor som väntar på att lösas av en framtida scientist.What framsteg är att det ska göras? Gott! Auto företag undersöker skapar vätgas utan att använda kolkällor avger som kolkraftverk. Solenergi är en övervägande utreds. Men solpaneler finns för närvarande inte mycket effektiv (en annan stor vetenskaplig ämnesområde) men skulle vara en ren förnybar energikälla för att producera vätgas, om det kan göras billigt och effektivt. Det finns mycket avancemang till göras i bränslecellen själva utformningen. Honda löste ett problem genom att helt enkelt re-orientera positionen för bränslecellen. Traditionellt har bränsleceller placerades liggande plant under golvet i bilen vilket innebar vattnet skapas som en biprodukt behövde aggressivt pumpas ut ur bränslecellen använda mer energi. Hondas FCX väte bil har en vertikalt orienterad bränslecell, låta gravitationen göra mycket av arbetet och spara energi. Var inte det en bra idé? Storleken och effektiviteten av vätgas motorer är ett annat område där framtida förbättringar kommer att vara viktigt liksom bättre sätt att kyla engine.As du kan se finns det många möjligheter inom vetenskapen gäller vätgasdrivna bränsleceller utveckling, och det är en mycket intressant ämne. Även om en del av detta kanske låter komplicerat, blir det mycket lättare att förstå när du bygger, hands-on, den faktiska Fuel Cell Car modell. Vätgasdrivna bränsleceller Car kit är populära för barn som börjar vid ca 10 års ålder och uppåt och är bra vetenskap rättvis projekt. Även många vuxna hitta dem fascinerande och de är ett fantastiskt sätt att delta i ett projekt med ditt barn. Och om de blir nästa stora vetenskapsman eller inte, det är bara ett roligt sätt att lära sig naturvetenskap konst av: BamaCat