Tħaddem vettura tal-idroġenu (ċellula tal-fjuwil)

 

Alternattiva oħra għat-tħaddim ta 'vetturi elettriċi, soluzzjoni ta' idroġenu, ilha studjata mill-Ġermaniżi u l-Ġappuniżi. L-Ewropa, li Tesla tqis bħala instabbli, madankollu tiddeċiedi li tpoġġi pakkett fuq din it-teknoloġija (fuq skala globali, mhux għall-iskop uniku li tmexxi l-karozzi). Mela ejja nagħtu ħarsa lejn kif taħdem il-karozza tal-idroġenu, li għalhekk hija biss varjant tal-karozza elettrika.

Ara wkoll:

• Karozza tal-idroġenu hija vijabbli?
• X'inhuma l-vantaġġi u l-iżvantaġġi ta 'ċellula tal-fjuwil

Diversi tipi ta 'karozzi tal-idroġenu

Filwaqt li t-teknoloġija attwali hija għal karozzi li jużaw ċelloli tal-fjuwil biex iħaddmu l-muturi elettriċi tagħhom, l-idroġenu jista 'jintuża wkoll f'vetturi ta' kombustjoni interna li jirreċiprokaw. Huwa tabilħaqq gass li jista 'jintuża bl-istess mod bħal LPG u CNG diġà użati fil-vetturi tagħna. Madankollu, din l-idea ġiet abbandunata, il-magna tal-pistun hija verament aktar konformi maż-żmien ...

Hawn Toyota Mirai li taħdem bl-idroġenu. Jinbiegħ fl-Istati Uniti, mhuwiex fi Franza, għax m'hemm l-ebda punt ta 'distribuzzjoni tal-idroġenu hemmhekk ... Wara li wasalna tard bit-terminals tal-elettriku, diġà qegħdin lura fl-idroġenu!

Prinċipju ta 'operazzjoni

Kieku kellna nġabru s-sistema f'sentenza waħda, ngħid hekkdan mutur elettriku min jimxi ma carburant li ma jniġġsux (fl-operazzjoni, mhux fil-produzzjoni). Minflok ma niċċarġjaw il-batterija bi plug u għalhekk l-elettriku, nimlewha bil-likwidu. Huwa għalhekk li nsejħu s-sistema taċ-ċelluli tal-fjuwil (huwa

jakkumulaw

li jaħdem bil-fjuwil li

ikkunsmat

et

tisparixxi mit-tank

). Fil-fatt, l-unika differenza ma 'mutur elettriku hija l-ħażna ta' enerġija, hawn f'likwidu, mhux f'forma kimika.

Għalhekk, għandu jiġi nnutat li l-batterija qed tiskarika, b'differenza minn batterija tal-litju jew saħansitra taċ-ċomb-aċidu (ara l-links biex issir taf kif jaħdmu).

Mappa tal-proċess

Idroġenu = ibridu?

Kważi ... Tabilħaqq, sistematikament għandhom batterija tal-litju addizzjonali, li l-utilità tagħha ser nispjega hawn taħt. Għalhekk, huwa possibbli li topera biss fuq l-idroġenu, bl-użu ta 'batterija konvenzjonali biss, jew saħansitra t-tnejn fl-istess ħin.

Komponenti

Tank tal-idroġenu

Għandna tank li jista 'jaħżen 5 sa 10 kg ta' idroġenu, nafu li kull kilogramma fih 33.3 kWh ta 'enerġija (meta mqabbla ma' vetturi elettriċi, li għandhom 35 sa 100 kWh). It-tank huwa ddisinjat apposta u robust biex jiflaħ pressjoni interna ta '350 sa 700 bar.

Ċellula tal-fjuwil

Iċ-ċellula tal-fjuwil se tipprovdi enerġija lill-mutur elettriku tal-karozza, bħal batterija tal-litju konvenzjonali. Madankollu, jeħtieġ karburant, jiġifieri idroġenu mit-tank. Huwa magħmul minn platinu għali ħafna, iżda fil-verżjonijiet l-aktar moderni jagħmel mingħajrha.

Batterija buffer

Dan mhux meħtieġ, iżda huwa l-istandard għall-vetturi tal-idroġenu. Tabilħaqq, iservi bħala batterija ta 'backup, amplifikatur tal-qawwa (jista' jaħdem b'mod parallel ma 'ċellula tal-fjuwil), iżda wkoll u fuq kollox, iservi biex jirrestawra l-enerġija kinetika waqt id-deċelerazzjoni u l-ibbrejkjar.

Elettronika tal-qawwa

Mhux elenkat fuq id-dijagramma ta 'fuq tiegħi, l-elettronika tal-enerġija tikkontrolla, tinterrompi u tirrettifika (li tikkonverti bejn kurrenti AC u DC) il-kurrenti varji li jgħaddu mill-komponenti varji tal-karozza.

Riforniment

Operazzjoni taċ-ċelloli tal-fjuwil: katalisi

L-għan huwa li jiġu estratti elettroni (elettriku) mill-idroġenu sabiex jintbagħtuhom lil mutur elettriku. Dan kollu jsir permezz ta’ reazzjoni elettrokimika kkontrollata li tifred l-elettroni fuq naħa waħda (lejn il-magna) u l-protoni fuq in-naħa l-oħra (fiċ-ċellula tal-fjuwil). Il-laqgħa kollha tispiċċa fil-katodu, fejn tispiċċa r-reazzjoni: it-"taħlita" finali tagħti l-ilma, li jiġi ppumpjat mis-sistema (exhaust).

Hawnhekk hawn dijagramma tal-katalisi, li hija l-estrazzjoni tal-elettriku mill-idroġenu (elettroliżi inversa).

Hawnhekk naraw il-funzjonament taċ-ċellula tal-fjuwil, jiġifieri l-fenomenu tal-katalisi.

L-idroġenu H2 (jiġifieri żewġ atomi tal-idroġenu H inkollati flimkien: diidroġenu) imur mix-xellug għal-lemin. Hekk kif joqrob lejn l-anodu, jitlef in-nukleu tiegħu (proton), li se jinġibed 'l isfel (minħabba l-fenomenu ta' ossidazzjoni). L-elettroni mbagħad ikomplu fi triqthom lejn il-lemin biex sussegwentement jużaw il-mutur elettriku.

Min-naħa l-oħra, qed nerġgħu ngħaqqdu kollox billi ninjettaw O2 (ossiġnu mill-arja grazzi għall-kompressur) fuq in-naħa tal-katodu, li b'mod naturali jippermetti l-formazzjoni ta 'molekula tal-ilma (li se tikkatalizza l-elementi kollha f'wieħed sħiħ). molekula li hija ġabra ta’ Hs u Os).

Sommarju tar-reazzjonijiet kimiċi/fiżiċi

ANOD : fl-anodu, l-atomu tal-idroġenu huwa "maqtugħ" bin-nofs (H2 = 2e- + 2H+). In-nukleu (H + jone) jinżel lejn il-katodu, filwaqt li l-elettroni (e-) ikomplu fi triqithom minħabba l-inkapaċità tagħhom li jgħaddu mill-elettrolit (l-ispazju bejn l-anodu u l-katodu).

KATODU: fil-katodu naraw reverse (b'modi differenti) jonji H + u e- elettroni. Imbagħad huwa biżżejjed li jiġu introdotti atomi tal-ossiġnu sabiex dawn l-elementi kollha jridu jiġbru, li mbagħad iwassal għall-ħolqien ta 'molekula tal-ilma li tikkonsisti f'żewġ atomi tal-idroġenu u atomu wieħed tal-ossiġnu. Jew il-formula: 2e- + 2H+ + O2 = H2O

Ħsad?

Jekk nikkunsidraw biss il-karozza nnifisha, jiġifieri l-effiċjenza tat-tank sa l-aħħar tar-roti (trasformazzjoni materjali / rinfurzar mekkaniku), aħna qegħdin hawn ftit taħt il-50%. Tabilħaqq, il-batterija għandha effiċjenza ta 'madwar 50%, u l-mutur elettriku - madwar 90%. Għalhekk, l-ewwel għandna 50% filtrazzjoni, u mbagħad 10%.

Jekk inqisu l-effiċjenza ta 'impjant tal-enerġija li jiġġenera l-enerġija, allura qabel il-produzzjoni tal-idroġenu jew saħansitra d-distribuzzjoni tal-elettriku (fil-każ tal-litju) għandna 25% għall-idroġenu u 70% għall-elettriku (madwar medja, ovvjament). ).

Aqra aktar dwar il-profitabilità hawn.

Differenza bejn karozza tal-idroġenu u karozza tal-elettriku tal-batterija tal-litju?

Il-karozzi huma eżattament l-istess, ħlief għat-"tank tal-enerġija" tagħhom. Għalhekk, dawn huma vetturi elettriċi li jużaw muturi rotor-stator (induzzjoni, kalamiti permanenti, jew saħansitra reattivi).

Jekk batterija tal-litju taħdem ukoll minħabba reazzjoni kimika ġewwa fiha (reazzjoni li tipproduċi l-elettriku b'mod naturali: aktar preċiżament, elettroni), xejn ma joħroġ minnha, hemm biss trasformazzjoni interna. Biex terġa 'lura għall-istat oriġinali tagħha (iċċarġjar mill-ġdid), huwa biżżejjed li tgħaddi l-kurrent (qabbad mas-settur) u r-reazzjoni kimika terġa' tibda fid-direzzjoni opposta. Il-problema hija li jieħu ż-żmien, anke b'superchargers.

Għal magna tal-idroġenu, li hija mutur elettriku klassiku li huwa mħaddem minn ċellula tal-fjuwil (jiġifieri idroġenu), il-batterija tikkonsma l-idroġenu waqt reazzjoni kimika. Huwa jitbattal permezz ta 'exhaust li jneħħi fwar ta' l-ilma (ir-riżultat ta 'reazzjoni kimika).

Għalhekk, mil-lat loġiku, nistgħu naddattaw kwalunkwe karozza elettrika għal karozza tal-idroġenu, huwa biżżejjed li tissostitwixxi l-batterija tal-litju b'ċellula tal-fjuwil. Għalhekk, fil-fehim tiegħek tal-"magna tal-idroġenu" għandha titqies primarjament bħala mutur elettriku (ara kif taħdem hawn). Huwa bilfors qed jersaq lejh, mhux għax jiġi rifornit bħala entità.

Ir-reazzjoni kimika fil-bażi ta 'din il-pillola tipproduċi Saħħanta ' elettriku (dak li għandna bżonn għall-mutur elettriku) u ilma.

Għaliex mhux kullimkien?

Il-problema teknika ewlenija bl-idroġenu hija relatata mas-sikurezza tal-ħażna. Fil-fatt, bħall-LPG, dan il-fjuwil huwa perikoluż għax isir fjammabbli mal-kuntatt mal-arja (u dan mhux kollox). Allura l-problema mhix biss li timla l-karozza bil-fjuwil, iżda wkoll li jkollok tank b'saħħtu biżżejjed biex jiflaħ kwalunkwe inċident. Naturalment, l-ispiża żejda hija wkoll tkaxkir kbir, u tidher inqas vijabbli minn batterija tal-jone tal-litju, li qed tonqos fl-ispiża b'mod drammatiku.

Fl-aħħarnett, in-netwerk ta 'produzzjoni u distribuzzjoni fid-dinja huwa sottożviluppat ħafna, u l-gvernijiet iridu jipproduċu l-idroġenu bl-elettroliżi bl-użu ta' sorsi ta 'enerġija rinnovabbli (ħafna esperti jitkellmu dwar skema utopika li ma tistax tiġi realizzata fir-realtà "f'daqqa" tagħna).

Fl-aħħar mill-aħħar, hemm ċans aħjar li l-elettriku konvenzjonali se jkun is-soluzzjoni ta 'għażla għall-futur, aktar milli l-idroġenu, li se jintuża għal firxa ta' applikazzjonijiet lil hinn mill-mobilità individwali.

Il-kummenti u r-reazzjonijiet kollha

Dernier kumment ippustjat:

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

Hi

Grazzi għal dawn l-ideat b'saħħithom u interessanti. Nitlaq mis-sit b'firefly ġdid fil-moħħ il-qadim tiegħi.

Personalment, jien sorpriż li, apparti dak li naf dwar sottomarini nukleari, ħadd ma żviluppa magna perfetta għat-triq. Kien tabilħaqq dak li Philips żvelat fil-Brussel Motor Show tal-1971, b’200 hp. fuq żewġ pistuni.

Philips bdiet topera fl-1937-1938 u reġgħet bdiet fl-1948.

Fl-1971, huma sostnew diversi mijiet ta 'horsepower għal kull pistun. Minn dakinhar ma nista’ nsib xejn... Ovvjament, Difiża Sigrieta.

Xi ngħidu dwar magni tat-turbini tal-gass?

Il-fanali tiegħek jistgħu jżidu ftit ilma mal-mitħna tal-ħsieb tiegħi.

Grazzi għall-għarfien u l-popolarizzazzjoni tiegħek.

Il J. 1 reazzjoni (jiet) għal dan il-kumment:

• Amministratur AMMINISTRATUR TAS-SIT (2021-09-27 11:40:25): Huwa pjaċevoli ħafna biex taqra, grazzi.

  Ma nafx biżżejjed dwar dan it-tip ta 'magna biex niġġudika, probabbilment minħabba l-ispiża, id-daqs, il-manutenzjoni diffiċli, l-effiċjenza medja?

  Meta wieħed iżomm f'moħħu li huwa meħtieġ li jkollok soluzzjoni li tippermettilek issaħħan il-gass, u għalhekk l-applikazzjoni tagħha fuq karozza pubblika regolari hija potenzjalment perikoluża (u li se tkun kostanti maż-żmien).

  Fil-qosor, nissuspetta li kont qed tittama għal tweġiba aktar preċiża u kunfidenti... Jiddispjacini.

(Il-kariga tiegħek tkun viżibbli taħt il-kumment wara l-verifika)

Ikteb kumment

Billi tuża l-formula elettrika E, issib li: