Pour une pile à combustible d'hydrogène à travailler, les problèmes de stockage de combustible d'hydrogène
doivent être surmontés. En utilisant la loi de Charles et de la loi de Boyle pour expliquer les relations de gaz à la pression, la température et le volume, une meilleure compréhension de la façon de stocker l'hydrogène peut être atteint.Le problème
En raison étant un gaz, de l'hydrogène est difficile à contenir et a une très faible densité. Afin de stocker suffisamment d'hydrogène pour le carburant pour être efficaces, les réservoirs de carburant deviennent incroyablement lourde consommation de carburant limitant. Cependant, en allégeant la charge pour obtenir des résultats en matière d'efficacité de carburant dans pas assez de carburant d'hydrogène pour la distance de déplacement efficace.
La loi de Boyle
La loi de Boyle travaille pour décrire la façon de maintenir la pression correcte, l'équilibre de volume dans la pile à combustible. La loi de Boyel lit, "La pression d'une masse donnée de gaz est inversement proportionnelle à son volume à une température constante." La loi de Boyle explique que, tant que la température ne change pas, le gaz de pression plus est maintenu sous, le volume plus faible du gaz prendra. Gardez le gaz sous pression et il sera beaucoup plus dense. Ceci est essentiellement ce que vous faites quand vous farcir votre sac de couchage dans le boîtier. Grand sac de couchage est bourré dans un espace beaucoup plus petit, ce qui rend le sac de couchage plus dense. Dans le stockage de carburant d'hydrogène, le gaz sous pression provoque pour le stockage dense si vous pouvez garder la température constante.
La loi de Charles
Où Boyle a étudié la pression, Charles a étudié la température. Pour citer directement, les Etats de droit de Charles, "Le volume d'un gaz parfait à pression constante est directement proportionnelle à la température absolue." Si la pression est la même, dilate le gaz lorsque la température est augmentée. Cela pose 2 problèmes pour le stockage de carburant d'hydrogène. Le premier, pour que la pression pour dire la même chose que le gaz se dilate, le stockage aurait à se développer avec elle. Sans l'expansion de stockage, vous auriez un gaz en expansion dans un espace confiné atteindre pressions explosives (pensez bombe à hydrogène ou de l'Hindenburg). Pour cette raison, une pile à combustible doit être maintenu à une température constante basse pour maintenir le gaz enfermé et ne pas augmenter la pression à l'intérieur de la pile à combustible. Si la pression doit rester faible, la température doit rester faible aussi bien. En super-refroidissement de l'hydrogène, un état beaucoup plus dense est atteint.
La loi de Boyle est important de piles à combustible d'hydrogène, car il explique comment pressuriser l'hydrogène peut liquéfier le gaz pour la capacité de stockage maximale. Malheureusement, pour ce faire, la température doit être maintenue si bas (loi de Charles), il est irréaliste de considérer.
Loi des gaz parfaits
En raison de ces deux lois exprimant température, la pression et le volume ont été combinés pour former une équation appelée la loi des gaz parfaits. En utilisant la loi des gaz parfaits, des changements de température, de pression ou de volume peuvent être compensées par les autres forces permettant de confinement stable. La loi des gaz parfaits est seulement pour des situations idéales et ne permet pas pour toutes les variables extérieures. Pour utiliser la loi des gaz parfaits dans la vie réelle, un modificateur doit être ajouté.