Ngoperasikake kendaraan hidrogen (sel bahan bakar)

 

Alternatif liya kanggo operasi kendaraan listrik, solusi hidrogen, wis suwe diteliti dening Jerman lan Jepang. Eropa, sing Tesla dianggep ora stabil, nanging mutusake kanggo nyelehake paket ing teknologi iki (sacara global, ora mung kanggo nyurung mobil). Dadi ayo dideleng babagan cara kerja mobil hidrogen, mula mung dadi varian mobil listrik.

Maca uga:

• Apa mobil hidrogen bisa urip?
• Apa kaluwihan lan cacat saka sel bahan bakar

Sawetara jinis mobil hidrogen

Nalika teknologi saiki kanggo mobil sing nggunakake sel bahan bakar kanggo daya motor listrik, hidrogen uga bisa digunakake ing reciprocating kendaraan pembakaran internal. Iki pancen gas sing bisa digunakake kanthi cara sing padha karo LPG lan CNG sing wis digunakake ing kendaraan kita. Nanging, ide iki ditinggal, mesin piston pancen luwih cocog karo wektu ...

Punika Toyota Mirai bertenaga hidrogen. Didol ing AS, ora ana ing Prancis, amarga ora ana titik distribusi hidrogen ing kana ... Sawise telat karo terminal listrik, kita wis ketinggalan ing hidrogen!

Prinsip operasi

Yen kita kudu ngringkes sistem ing siji ukara, aku bakal ngomongiku motor listrik sing mlaku karo carburant non-polusi (ing operasi, ora ing produksi). Tinimbang ngisi baterei kanthi plug lan mulane listrik, kita ngisi cairan. Mulane kita nyebut sistem sel bahan bakar (yaiku

nglumpukake

kang dianggo karo bahan bakar sing

dikonsumsi

et

ilang saka tank

). Nyatane, mung beda karo motor listrik yaiku panyimpenan energi, ing kene ing cairan, dudu wangun kimia.

Mulane, kudu dicathet yen baterei wis dibuwang, ora kaya baterei lithium utawa malah timbal-asam (pirsani pranala kanggo mangerteni cara kerjane).

Peta proses

Hidrogen = hibrida?

Meh ... Pancen, dheweke kanthi sistematis duwe baterei lithium ekstra, migunani sing bakal dak jelasake ing ngisor iki. Mulane, iku bisa kanggo operate mung ing hidrogen, mung nggunakake baterei conventional, utawa malah loro-lorone ing wektu sing padha.

Komponen

tank hidrogen

Kita duwe tank sing bisa nyimpen 5 nganti 10 kg hidrogen, ngerti yen saben kilogram ngemot energi 33.3 kWh (dibandhingake karo kendaraan listrik, sing duwe 35 nganti 100 kWh). Tangki dirancang khusus lan kuat kanggo nahan tekanan internal 350 nganti 700 bar.

Sel bahan bakar

Sel bahan bakar bakal nyedhiyakake daya kanggo motor listrik mobil, kaya baterei lithium konvensional. Nanging, perlu bahan bakar, yaiku hidrogen saka tank. Iki digawe saka platinum sing larang banget, nanging ing versi paling modern ora ana.

Baterei buffer

Iki ora dibutuhake, nanging minangka standar kanggo kendaraan hidrogen. Pancen, iku serves minangka baterei serep, power amplifier (bisa ing podo karo karo sel bahan bakar), nanging uga lan ndhuwur kabeh, iku serves kanggo mulihake energi kinetik sak deceleration lan rem.

Elektronika daya

Ora kadhaptar ing diagram ndhuwur, kontrol elektronik daya, interrupts lan mbenerake (ngowahi antarane arus AC lan DC) macem-macem arus sing mili liwat macem-macem komponen mobil.

Ngisi bensin

Operasi sel bahan bakar: katalisis

Tujuane kanggo ngekstrak elektron (listrik) saka hidrogen supaya bisa dikirim menyang motor listrik. Iki kabeh ditindakake liwat reaksi elektrokimia sing dikontrol sing misahake elektron ing sisih siji (menyang mesin) lan proton ing sisih liyane (ing sel bahan bakar). Patemon kabeh rampung ing katoda, ing ngendi reaksi rampung: "campuran" pungkasan menehi banyu, sing dipompa metu saka sistem (knalpot).

Ing ngisor iki diagram katalisis, yaiku ekstraksi listrik saka hidrogen (elektrolisis terbalik).

Ing kene kita ndeleng fungsi sel bahan bakar, yaiku fenomena katalisis.

Hidrogen H2 (yaiku rong atom hidrogen H sing disambungake: dihidrogen) saka kiwa menyang tengen. Nalika nyedhaki anoda, bakal kelangan inti (proton), sing bakal disedot mudhun (amarga fenomena oksidasi). Elektron banjur bakal nerusake menyang sisih tengen kanggo nggunakake motor listrik.

Ing siji, kita reassembling kabeh dening injecting O2 (oksigen saka udhara thanks kanggo kompresor) ing sisih cathode, kang bakal ngidini tatanan saka molekul banyu (sing bakal catalyze kabeh unsur menyang wutuh siji). molekul sing minangka kumpulan Hs lan Os).

Ringkesan reaksi kimia / fisik

ANOD : ing anoda, atom hidrogen "dipotong" dadi setengah (H2 = 2e- + 2H+). Nukleus (ion H +) mudhun tumuju katoda, dene èlèktron (e-) terus lumaku amarga ora bisa ngliwati elektrolit (ruang antara anoda lan katoda).

KATODE: ing katoda kita ndeleng mbalikke (kanthi cara sing beda) ion H + lan e-elektron. Banjur cukup kanggo ngenalake atom oksigen supaya kabeh unsur kasebut pengin diklumpukake, sing banjur nyebabake nggawe molekul banyu sing dumadi saka rong atom hidrogen lan siji atom oksigen. Utawa rumus: 2e- + 2H+ + O2 = H2O

Panen ?

Yen kita nimbang mung mobil dhewe, yaiku efficiency tank kanggo mburi gembong (transformasi materi / mechanical tulangan), kita kene sethitik ngisor 50%. Pancen, baterei nduweni efisiensi kira-kira 50%, lan motor listrik - kira-kira 90%. Mulane, pisanan kita duwe 50% nyaring, lan banjur 10%.

Yen kita nganggep efisiensi pembangkit listrik sing ngasilake energi, mula sadurunge produksi hidrogen utawa malah distribusi listrik (ing kasus lithium) kita duwe 25% kanggo hidrogen lan 70% kanggo listrik (kira-kira rata-rata, jelas. ).

Waca liyane babagan untung ing kene.

Bedane mobil hidrogen lan mobil listrik baterei lithium?

Mobil padha persis, kajaba "tank energi". Mulane, iki minangka kendaraan listrik sing nggunakake motor rotor-stator (induksi, magnet permanen, utawa malah reaktif).

Yen baterei lithium uga bisa digunakake amarga reaksi kimia ing njero (reaksi sing ngasilake listrik kanthi alami: luwih tepat, elektron), ora ana sing metu, mung ana transformasi internal. Kanggo bali menyang negara asli (isi ulang), iku cukup kanggo pass saiki (nyambung menyang sektor) lan reaksi kimia bakal miwiti maneh ing arah ngelawan. Masalah iku butuh wektu, sanajan karo supercharger.

Kanggo mesin hidrogen, yaiku motor listrik klasik sing didhukung dening sel bahan bakar (yaiku hidrogen), baterei nganggo hidrogen sajrone reaksi kimia. Iki dikosongake liwat knalpot sing mbusak uap banyu (asil saka reaksi kimia).

Mulane, saka sudut pandang logis, kita bisa ngganti mobil listrik menyang mobil hidrogen, cukup kanggo ngganti baterei lithium karo sel bahan bakar. Dadi, ing pangerten sampeyan, "mesin hidrogen" kudu dianggep utamane minangka motor listrik (ndeleng cara kerjane ing kene). Dheweke kudu nyedhaki dheweke, ora amarga dheweke diisi bahan bakar minangka entitas.

Reaksi kimia ing dhasar tablet iki ngasilake panassaka listrik (apa kita kudu motor listrik) lan banyu.

Apa ora nang endi wae?

Masalah teknis utama hidrogen ana gandhengane karo keamanan panyimpenan. Nyatane, kaya LPG, bahan bakar iki mbebayani amarga dadi gampang kobong nalika kena udara (lan ora kabeh). Dadi masalahe ora mung ngisi bahan bakar mobil, nanging uga duwe tank sing cukup kuwat kanggo nahan kacilakan. Mesthi, biaya ekstra uga seret amba, lan misale jek kurang sregep tinimbang baterei lithium-ion, kang nempel ing biaya dramatically.

Pungkasan, jaringan produksi lan distribusi ing jagad iki kurang berkembang, lan pamrentah pengin ngasilake hidrogen kanthi elektrolisis nggunakake sumber energi sing bisa dianyari (akeh ahli ngomong babagan skema utopia sing ora bisa diwujudake ing kasunyatan "dadak" kita).

Pungkasane, ana kemungkinan sing luwih apik yen listrik konvensional bakal dadi solusi pilihan kanggo masa depan, tinimbang hidrogen, sing bakal digunakake kanggo macem-macem aplikasi ngluwihi mobilitas individu.

Kabeh komentar lan reaksi

pungkasan komentar dikirim:

Bernard (Tanggal: 2021, 09:23:14)

Halo,

Matur nuwun kanggo gagasan sing kuwat lan menarik iki. Aku bakal ninggalake situs karo firefly anyar ing otak lawas.

Secara pribadi, aku kaget yen, kajaba aku ngerti babagan kapal selam nuklir, ora ana sing nggawe mesin sing sampurna kanggo dalan. Iku pancene Philips diumumake ing Brussels Motor Show 1971, kanthi 200 hp. ing rong piston.

Philips wiwit operasi ing taun 1937-1938 lan diterusake maneh ing taun 1948.

Ing taun 1971, padha ngaku sawetara atus tenaga kuda saben piston. Wiwit iku aku ora bisa nemokake apa-apa ... Mesthi, Secret Defense.

Apa babagan mesin turbin gas?

Lantern sampeyan bisa nambah banyu kanggo pabrik pikiranku.

Matur nuwun kanggo kawruh lan popularitas.

Il J. 1 reaksi kanggo komentar iki:

• Admin ADMINISTRATOR SITUS (2021-09-27 11:40:25): Seneng banget maca, matur nuwun.

  Aku ora ngerti cukup bab jinis iki engine kanggo ngadili, mbokmenawa amarga biaya, ukuran, pangopènan angel, efficiency rata-rata?

  Wigati dimangerteni manawa ana solusi sing ngidini gas dadi panas, mula aplikasi kasebut ing mobil umum bisa mbebayani (lan bakal tetep suwe).

  Ing cendhak, aku curiga yen sampeyan ngarep-arep jawaban sing luwih akurat lan yakin ... Nuwun sewu.

(Kiriman sampeyan bakal katon ing komentar sawise verifikasi)

Tulis komentar

Nggunakake rumus listrik E, sampeyan bakal nemokake: