Управување со возило со водород (горивни ќелии)

 

Друга алтернатива за управување со електрични возила, водородното решение, долго време е проучувано од Германците и Јапонците. Европа, која Тесла ја смета за нестабилна, сепак одлучува да стави пакет на оваа технологија (глобално, не со единствена цел да ги движи автомобилите). Па, ајде да погледнеме како работи автомобилот со водород, кој според тоа е само варијанта на електричниот автомобил.

Видете исто така:

• Дали е одржлив автомобил со водород?
• Кои се предностите и недостатоците на горивни ќелии

Неколку видови на водородни автомобили

Додека сегашната технологија е наменета за автомобили кои користат горивни ќелии за напојување на електрични мотори, водородот може да се користи и во возилата со внатрешно согорување. Тоа е навистина гас што може да се користи на ист начин како и ТНГ и ГПГ што веќе се користат во нашите возила. Сепак, оваа идеја беше напуштена, клипниот мотор е навистина повеќе во согласност со времето ...

Еве една Toyota Mirai на водород. Се продава во САД, го нема во Франција, затоа што таму нема пункт за дистрибуција на водород... Бидејќи доцнивме со електричните терминали, веќе заостануваме со водород!

Принцип на работа

Кога би требало да го сумираме системот во една реченица, тоа би го реколовој електричен мотор кој оди со carburant незагадувачки (во работење, не во производство). Наместо да ја полниме батеријата со приклучок, а со тоа и струја, ние ја полниме со течност. Затоа го нарекуваме системот на горивни ќелии (тоа е

се акумулира

кој работи со гориво што

консумираат

et

исчезнува од резервоарот

). Всушност, единствената разлика со електричниот мотор е складирањето на енергијата, овде во течна, а не во хемиска форма.

Затоа, треба да се забележи дека батеријата се празне, за разлика од литиумска, па дури и оловно-киселинска батерија (видете ги врските за да дознаете како тие работат).

Мапа на процесот

Водород = хибрид?

Речиси ... Навистина, тие систематски имаат дополнителна литиумска батерија, чија корисност ќе ја објаснам подолу. Затоа, можно е да се работи само на водород, само со користење на конвенционална батерија, или дури и двете во исто време.

Компоненти

Резервоар за водород

Имаме резервоар кој може да складира од 5 до 10 kg водород, знаејќи дека секој килограм содржи 33.3 kWh енергија (во споредба со електричните возила кои имаат од 35 до 100 kWh). Резервоарот е специјално дизајниран и робустен за да издржи внатрешен притисок од 350 до 700 бари.

Горивна ќелија

Горивната ќелија ќе му обезбеди напојување на електричниот мотор на автомобилот исто како конвенционалната литиумска батерија. Сепак, му треба гориво, поточно водород од резервоарот. Изработен е од многу скапа платина, но во најмодерните верзии се прави и без неа.

Баферска батерија

Ова не е потребно, но тоа е стандард за возила со водород. Навистина, служи како резервна батерија, засилувач (може да работи паралелно со горивната ќелија), но исто така и пред сè служи за враќање на кинетичката енергија при забавување и сопирање.

Енергетска електроника

Не е наведено во мојот врвен дијаграм, електрониката за напојување ги контролира, прекинува и поправа (конвертирајќи помеѓу AC и DC струи) различните струи што течат низ различните компоненти на автомобилот.

Полнење гориво

Работа на горивни ќелии: катализа

Целта е да се извлечат електрони (електрична енергија) од водород со цел да се испратат до електричен мотор. Сето ова е направено преку контролирана електрохемиска реакција која ги одвојува електроните од едната страна (кон моторот) и протоните од другата (во горивната ќелија). Целиот состанок завршува на катодата, каде што завршува реакцијата: финалната „мешавина“ дава вода, која се испумпува од системот (издувните гасови).

Еве дијаграм на катализа, а тоа е екстракција на електрична енергија од водород (обратна електролиза).

Овде го гледаме функционирањето на горивната ќелија, поточно феноменот на катализа.

Водородот H2 (т.е. два водородни H атоми залепени заедно: диводород) оди од лево кон десно. Како што се приближува до анодата, го губи своето јадро (протон), кое ќе се вшмукува (поради феноменот на оксидација). Електроните потоа ќе продолжат на својот пат кон десно за последователно да го користат електричниот мотор.

За возврат, повторно составуваме сè со вбризгување на О2 (кислород од воздухот благодарение на компресорот) на страната на катодата, што природно ќе овозможи формирање на молекула на вода (која ќе ги катализира сите елементи во една целина). молекула која е збирка на Hs и Os).

Резиме на хемиски/физички реакции

ANOD : на анодата, водородниот атом е „пресечен“ на половина (H2 = 2e- + 2H+). Јадрото (H + јон) се спушта кон катодата, додека електроните (е-) продолжуваат по својот пат поради неможноста да поминат низ електролитот (просторот помеѓу анодата и катодата).

КАТОДА: на катодата гледаме обратни (на различни начини) јони H + и e- електрони. Тогаш доволно е да се воведат атоми на кислород, така што сите овие елементи сакаат да се соберат, што потоа доведува до создавање на молекула на вода, составена од два атоми на водород и еден атом на кислород. Или формулата: 2e- + 2H+ + O2 = H2O

Жетва?

Ако го земеме предвид само самиот автомобил, поточно ефикасноста на резервоарот до крајот на тркалата (материјална трансформација / механичко засилување), тука сме малку под 50%. Навистина, батеријата има ефикасност од околу 50%, а електричниот мотор - околу 90%. Затоа, прво имаме 50% филтрирање, а потоа 10%.

Ако се земе предвид ефикасноста на електрана која произведува енергија, тогаш пред производството на водород или дури и дистрибуција на електрична енергија (во случајот со литиум) имаме 25% за водород и 70% за електрична енергија (приближно просечно, очигледно ).

Прочитајте повеќе за профитабилноста овде.

Разлика помеѓу водороден автомобил и електричен автомобил со литиумска батерија?

Автомобилите се сосема исти, освен нивниот „резервоар за енергија“. Затоа, ова се електрични возила кои користат мотори со ротор-статор (индукција, постојани магнети, па дури и реактивни).

Ако и литиумската батерија работи поради хемиска реакција во неа (реакција која природно произведува електрична енергија: поточно електрони), ништо не излегува од неа, има само внатрешна трансформација. За да се врати во првобитната состојба (полнење), доволно е да се помине струјата (поврзете се со секторот) и хемиската реакција повторно ќе започне во спротивна насока. Проблемот е што е потребно време, дури и со компресори.

За водороден мотор, кој е класичен електричен мотор кој се напојува со горивни ќелии (т.е. водород), батеријата троши водород за време на хемиска реакција. Се празнат преку издув кој ја отстранува водената пареа (резултат на хемиска реакција).

Затоа, од логична гледна точка, ние би можеле да го прилагодиме секој електричен автомобил на водороден автомобил, доволно е да ја замените литиумската батерија со горивни ќелии. Значи, во вашето разбирање на "водородниот мотор" треба да се смета првенствено како електричен мотор (видете како работи овде). Тој нужно му приоѓа, не затоа што е наполнет со гориво како ентитет.

Хемиската реакција во основата на оваа таблета произведува Топлинана електрична енергија (што ни треба за електричниот мотор) и вода.

Зошто не секаде?

Главниот технички проблем со водородот е поврзан со безбедноста на складирањето. Всушност, како и ТНГ, ова гориво е опасно бидејќи станува запаливо при контакт со воздух (и тоа не е се). Значи, проблемот не е само полнењето на автомобилот со гориво, туку и резервоарот доволно цврст за да издржи секаква несреќа. Се разбира, дополнителниот трошок е исто така голем товар, и се чини дека е помалку остварлив од литиум-јонската батерија, чија цена нагло опаѓа.

Конечно, производствената и дистрибутивната мрежа во светот е многу неразвиена, а владите сакаат да произведуваат водород со електролиза користејќи обновливи извори на енергија (многу експерти зборуваат за утопистичка шема што не може да се реализира во нашата „ненадејна“ реалност).

На крајот на краиштата, има поголеми шанси конвенционалната електрична енергија да биде решението на избор за иднината, наместо водородот, кој ќе се користи за низа апликации надвор од индивидуалната мобилност.

Сите коментари и реакции

Dernier објавен коментар:

Бернард (Датум: 2021 година, 09:23:14)

Здраво,

Ви благодариме за овие силни и интересни идеи. Ќе ја напуштам страницата со нова светулка во мојот стар мозок.

Лично ме чуди што освен она што го знам за нуклеарните подморници, никој не развил совршен мотор за пат. Тоа беше навистина оној што Филипс го претстави на саемот за автомобили во Брисел во 1971 година, со 200 КС. на два клипа.

Philips започна со работа во 1937-1938 година и продолжи во 1948 година.

Во 1971 година, тие тврдеа неколку стотици коњски сили по клип. Оттогаш не можам да најдам ништо... Се разбира, Тајната одбрана.

Што е со моторите со гасна турбина?

Вашите фенери можат да додадат малку вода во мојата мелница за размислување.

Ви благодариме за вашето знаење и популаризација.

Ил И. 1 реакција (и) на овој коментар:

• Администратор АДМИНИСТРАТОР НА САЈТА (2021-09-27 11:40:25): Многу е забавно да се чита, благодарам.

  Не знам доволно за овој тип на мотор за да судам, веројатно поради трошоците, големината, тешкото одржување, просечната ефикасност?

  Имајќи предвид дека е неопходно да се има решение кое овозможува загревање на гасот и затоа неговата примена на обичен јавен автомобил е потенцијално опасна (и дека со текот на времето ќе биде константна).

  Накратко, се сомневам дека се надевавте на поточен и посигурен одговор... Извинете.

(Вашата објава ќе биде видлива под коментар по верификација)

Напиши коментар

Користејќи ја електричната формула Е, ќе откриете дека: