Παραγωγή υδρογόνου από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και χρήση στην αυτοκίνηση

Abstract

Η παρούσα εργασία αναλύει τον ρόλο των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και ειδικότερα εστιάζει στην χρήση του υδρογόνου ως καύσιμου στα οχήματα. Στο πρώτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται οι διάφοροι τύποι ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως η ηλιακή, η αιολική και η ενέργεια βιομάζας, εξετάζοντας επίσης την επίδρασή τους στην οικονομία και την πολιτική της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Επιπλέον, αναλύεται η χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε θέρμανση, ψύξη και μεταφορικές δραστηριότητες. Στο δεύτερο κεφάλαιο, εξετάζεται η χρήση του υδρογόνου ως καυσίμου σε οχήματα. Παρουσιάζονται ζητήματα και προβληματισμοί σχετικά με τα καύσιμα των σημερινών οχημάτων, ενώ αναλύονται τα κίνητρα που ωθούν στην υιοθέτηση της ενέργειας υδρογόνου. Επιπλέον, γίνεται σύγκριση μεταξύ ηλεκτροκίνητων οχημάτων με μπαταρία και υβριδικών ηλεκτροκίνητων οχημάτων που χρησιμοποιούν υδρογόνο, καθώς και η αξιοπιστία του υδρογόνου ως καυσίμου για μεταφορικά μέσα. Το τρίτο κεφάλαιο εξετάζει το μέλλον των κυψελών υδρογόνου στις μεταφορές, εστιάζοντας στις μορφές αποθήκευσης του υδρογόνου. Περιλαμβάνει ανάλυση της αποθήκευσης υδρογόνου σε κυψέλες καυσίμου (FCV), αποθήκευσης υπό πίεση, καθήλωσης σε ενώσεις με μέταλλα και αποθήκευσης υγρού υδρογόνου μέσω κρυογονικής. Το τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζει τους διάφορους τύπους κυψελών καυσίμου, όπως οι κυψέλες στερεών οξειδίων (SOFC), κυψέλες άμεσης μεθανόλης (DMFC), κυψέλες φωσφορικού οξέος (PAFC) και κυψέλες με μεμβράνη πολυμερούς ηλεκτρολύτη (PEMFC), αναδεικνύοντας τα χαρακτηριστικά και τις εφαρμογές τους. Τέλος, το πέμπτο κεφάλαιο παρέχει συμπεράσματα και παρατηρήσεις για την εξεταζόμενη θεματολογία, ενώ παραθέτει βιβλιογραφικές αναφορές για περαιτέρω μελέτη και έρευνα στον τομέα. Η εργασία αυτή αποτελεί σημαντική συνεισφορά στην κατανόηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και της χρήσης του υδρογόνου ως καυσίμου στον τομέα των μεταφορών.

The present study examines the role of renewable energy sources, with a specific focus on the utilization of hydrogen as a fuel for vehicles. In the first chapter, various types of renewable energy sources are presented, including solar, wind, and biomass energy, while also exploring their impact on the economy and the policies of the European Union. Additionally, the use of renewable energy sources in heating, cooling, and transportation activities is analyzed. The second chapter investigates the use of hydrogen as a fuel in vehicles. It addresses issues and concerns related to the fuels used in current vehicles, and it delves into the motivations driving the adoption of hydrogen energy. Furthermore, a comparison is drawn between battery-powered electric vehicles and hybrid electric vehicles utilizing hydrogen, along with an assessment of the reliability of hydrogen as a transportation fuel. Chapter three examines the future prospects of hydrogen fuel cells in transportation, focusing on various forms of hydrogen storage. This includes an analysis of hydrogen storage in fuel cells (FCVs), high-pressure storage, hydrogen adsorption in metal compounds, and the storage of liquid hydrogen through cryogenic methods. The fourth chapter introduces different types of fuel cells, such as solid oxide fuel cells (SOFC), direct methanol fuel cells (DMFC), phosphoric acid fuel cells (PAFC), and polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC), highlighting their characteristics and applications. Finally, the fifth chapter provides conclusions and observations on the discussed themes, accompanied by bibliographical references for further study and research in the field. This work constitutes a significant contribution to the understanding of renewable energy sources and the utilization of hydrogen as a fuel in the transportation sector.