Hidrogen vasitəsi (yanacaq hüceyrəsi)

 

Elektrikli nəqliyyat vasitələrinin istismarı üçün başqa bir alternativ olan hidrogen məhlulu almanlar və yaponlar tərəfindən çoxdan tədqiq edilmişdir. Teslanın qeyri -sabit hesab etdiyi Avropa, buna baxmayaraq bu texnologiyaya bir paket qoymağa qərar verir (qlobal miqyasda, təkcə maşın sürmək məqsədi ilə deyil). Odur ki, gəlin hidrogen avtomobilinin necə işlədiyinə nəzər salaq, buna görə də bu, elektromobilin yalnız bir variantıdır.

Həmçinin baxın:

• Hidrogen avtomobili etibarlıdırmı?
• Yanacaq elementinin üstünlükləri və mənfi cəhətləri nələrdir

Bir neçə növ hidrogen avtomobili

Mövcud texnologiya elektrik mühərriklərini gücləndirmək üçün yanacaq hüceyrələrindən istifadə edən avtomobillər üçün nəzərdə tutulsa da, hidrogen pistonlu daxili yanma maşınlarında da istifadə edilə bilər. Bu, həqiqətən də avtomobillərimizdə istifadə olunan LPG və CNG ilə eyni şəkildə istifadə edilə bilən bir qazdır. Ancaq bu fikir tərk edildi, pistonlu mühərrik həqiqətən zamana daha çox uyğun gəlir ...

Budur hidrogenlə işləyən Toyota Mirai. ABŞ-da satılır, Fransada yoxdur, çünki orada hidrogen paylama məntəqəsi yoxdur ... Elektrik terminalları ilə gecikmişik, biz artıq hidrogendə geridəyik!

Əməliyyat prinsipi

Sistemi bir cümlə ilə ümumiləşdirməli olsaq, bunu deyərdimbu elektrik motoru kiminlə gəzir carburant çirkləndirməyən (istehsalda deyil, istismarda). Batareyanı bir fiş və buna görə də elektriklə doldurmaq əvəzinə, onu maye ilə doldururuq. Buna görə də biz yanacaq hüceyrəsi sistemi adlandırırıq (budur

toplamaq

olan yanacaqla işləyir

istehlak edilmişdir

et

tankdan yoxa çıxır

). Əslində, elektrik mühərriki ilə yeganə fərq, enerjinin kimyəvi formada deyil, maye şəklində saxlanmasıdır.

Buna görə də qeyd etmək lazımdır ki, batareya litium və ya hətta qurğuşun-turşu akkumulyatorundan fərqli olaraq boşalır (onların necə işlədiyini öyrənmək üçün keçidlərə baxın).

Proses xəritəsi

Hidrogen = hibrid?

Demək olar ki, ... Həqiqətən, sistematik olaraq əlavə bir litium batareyası var, faydalılığını aşağıda izah edəcəyəm. Buna görə də, yalnız adi akkumulyatordan, hətta hər ikisindən eyni vaxtda istifadə etməklə, yalnız hidrogenlə işləmək mümkündür.

Components

Hidrogen çəni

Hər kiloqramda 5 kVt/saat enerji (10-33.3 kVt/saat olan elektrik avtomobilləri ilə müqayisədə) olduğunu bilə-bilə 35 ilə 100 kq hidrogen saxlaya bilən çənimiz var. Tank 350 ilə 700 bar arasında daxili təzyiqə tab gətirmək üçün xüsusi hazırlanmış və möhkəmdir.

Yanacaq hüceyrəsi

Yanacaq elementi adi litium batareyası kimi avtomobilin elektrik mühərrikini enerji ilə təmin edəcək. Bununla belə, onun yanacağa, yəni çəndən hidrogenə ehtiyacı var. Çox bahalı platindən hazırlanır, lakin ən müasir versiyalarda onsuz da olur.

Bufer batareyası

Bu tələb olunmur, lakin hidrogen avtomobilləri üçün standartdır. Həqiqətən, ehtiyat batareya, güc gücləndiricisi (yanacaq hüceyrəsi ilə paralel işləyə bilər), həm də və hər şeydən əvvəl, yavaşlama və əyləc zamanı kinetik enerjini bərpa etməyə xidmət edir.

Güc elektronikası

Mənim yuxarı diaqramımda qeyd edilməyən güc elektronikası avtomobilin müxtəlif komponentlərindən axan müxtəlif cərəyanları idarə edir, kəsir və düzəldir (AC və DC cərəyanları arasında çevrilir).

Yanacaq doldurma

Yanacaq hüceyrəsinin işləməsi: kataliz

Məqsəd hidrogendən elektronları (elektrik) elektrik mühərrikinə göndərmək üçün çıxarmaqdır. Bütün bunlar bir tərəfdən elektronları (mühərrikə doğru) və digər tərəfdən protonları (yanacaq hüceyrəsində) ayıran idarə olunan elektrokimyəvi reaksiya vasitəsilə həyata keçirilir. Bütün görüş reaksiyanın bitdiyi katodda başa çatır: son "qarışıq" sistemdən pompalanan su verir (egzoz).

Budur hidrogendən elektrik enerjisinin alınması olan kataliz diaqramı (əks elektroliz).

Burada yanacaq elementinin fəaliyyətini, yəni kataliz hadisəsini görürük.

Hidrogen H2 (yəni bir-birinə yapışdırılmış iki hidrogen H atomu: dihidrogen) soldan sağa doğru gedir. Anoda yaxınlaşdıqda, udulacaq nüvəsini (proton) itirir (oksidləşmə fenomeninə görə). Elektronlar daha sonra elektrik motorunu istifadə etmək üçün sağa doğru yola davam edəcəklər.

Biz də öz növbəsində katod tərəfinə O2 (kompressor sayəsində havadan gələn oksigen) vuraraq hər şeyi yenidən yığırıq ki, bu da təbii olaraq su molekulunun əmələ gəlməsinə imkan verəcək (bütün elementləri tək bir bütövlükdə kataliz edəcək). Hs və Os toplusu olan bir molekul).

Kimyəvi / fiziki reaksiyaların xülasəsi

ANODE : anodda hidrogen atomu yarıya bölünür (H2 = 2e- + 2H+). Nüvə (H + ionu) katoda doğru enir, elektronlar isə (e-) elektrolitdən (anod və katod arasındakı boşluqdan) keçə bilmədikləri üçün yoluna davam edir.

KATOD: katodda əks (müxtəlif üsullarla) ionları H + və e- elektronları görürük. Sonra bütün bu elementlərin toplamaq istəməsi üçün oksigen atomlarını təqdim etmək kifayətdir ki, bu da iki hidrogen atomu və bir oksigen atomundan ibarət su molekulunun yaranmasına gətirib çıxarır. Və ya formula: 2e- + 2H+ + O2 = H2O

Məhsul?

Yalnız avtomobilin özünü, yəni tankın təkərlərin sonuna qədər səmərəliliyini (materialın çevrilməsi / mexaniki möhkəmləndirmə) nəzərə alsaq, burada 50% -dən bir qədər aşağıyıq. Həqiqətən, batareyanın səmərəliliyi təxminən 50%, elektrik mühərriki isə təxminən 90% təşkil edir. Ona görə də bizdə əvvəlcə 50%, sonra isə 10% filtrasiya var.

Enerji istehsal edən bir elektrik stansiyasının səmərəliliyini nəzərə alsaq, hidrogen istehsalına və ya hətta elektrik enerjisinin paylanmasına qədər (litium vəziyyətində) hidrogen üçün 25% və elektrik enerjisi üçün 70% (təxminən orta, açıq-aydın) var. ).

Mənfəət haqqında daha çox oxuyun.

Hidrogen avtomobili ilə litium batareyalı elektrik avtomobili arasındakı fərq?

Avtomobillər, "enerji çəni" istisna olmaqla, tam eynidır. Buna görə də, bunlar rotor-stator mühərriklərindən (induksiya, daimi maqnitlər və ya hətta reaktiv) istifadə edən elektrik nəqliyyat vasitələridir.

Lityum batareya da içindəki kimyəvi reaksiya (təbii olaraq elektrik istehsal edən bir reaksiya: daha doğrusu elektron) səbəbiylə işləyirsə, ondan heç bir şey çıxmır, yalnız daxili çevrilmə olur. Orijinal vəziyyətinə qayıtmaq (doldurma) üçün cərəyanı keçmək (sektora qoşulmaq) kifayətdir və kimyəvi reaksiya yenidən əks istiqamətdə başlayacaq. Problem ondadır ki, hətta superchargers ilə belə vaxt tələb olunur.

Yanacaq hüceyrəsi (yəni hidrogen) ilə işləyən klassik elektrik mühərriki olan hidrogen mühərriki üçün batareya kimyəvi reaksiya zamanı hidrogeni istehlak edir. Su buxarını (kimyəvi reaksiyanın nəticəsi) çıxaran bir egzoz vasitəsilə boşaldılır.

Ona görə də məntiqi nöqteyi-nəzərdən istənilən elektromobili hidrogen avtomobilinə uyğunlaşdıra bilərdik, bunun üçün litium batareyasını yanacaq elementi ilə əvəz etmək kifayətdir. Beləliklə, anlayışınıza görə, "hidrogen mühərriki" ilk növbədə elektrik mühərriki olaraq qəbul edilməlidir (burada necə işlədiyinə baxın). Mütləq ona yaxınlaşır, ona görə deyil ki, bir varlıq kimi yanacaq alır.

Bu tabletin əsasında kimyəvi reaksiya əmələ gəlir istilikhaqqında elektrik (elektrik mühərriki üçün nə lazımdır) və su.

Niyə hər yerdə yox?

Hidrogenlə bağlı əsas texniki problem saxlama təhlükəsizliyi ilə bağlıdır. Əslində, LPG kimi, bu yanacaq təhlükəlidir, çünki hava ilə təmasda alışqan olur (və bu, hamısı deyil). Deməli, problem təkcə avtomobili yanacaqla doldurmaqda deyil, həm də istənilən qəzaya tab gətirəcək qədər güclü çənin olmasıdır. Əlbəttə ki, əlavə xərclər də böyük bir sürükləmədir və dəyəri ucuzlaşan litium-ion batareyadan daha az etibarlı görünür.

Nəhayət, dünyada istehsal və paylama şəbəkəsi çox inkişaf etməmişdir və hökumətlər bərpa olunan enerji mənbələrindən istifadə etməklə elektroliz yolu ilə hidrogen istehsal etmək istəyirlər (bir çox ekspertlər bizim “qəfil” reallığımızda həyata keçirilə bilməyən utopik sxemdən danışır).

Nəhayət, fərdi hərəkətlilikdən kənar bir sıra tətbiqlər üçün istifadə ediləcək hidrogendən çox, adi elektrik enerjisinin gələcək üçün seçim həlli olması şansı daha yüksəkdir.

Bütün şərhlər və reaksiyalar

sonuncu şərh yerləşdirildi:

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

Salam,

Bu güclü və maraqlı fikirlərə görə təşəkkür edirəm. Köhnə beynimdə yeni bir atəşböcəyi ilə saytdan ayrılacağam.

Şəxsən mən təəccüblənirəm ki, nüvə sualtı qayıqları haqqında bildiklərimdən başqa, heç kim yol üçün mükəmməl mühərrik hazırlamayıb. Həqiqətən də Philips 1971 -ci ildə Brüssel Avtomobil Sərgisində 200 at gücünə sahib olan bir model idi. iki pistonda.

Philips 1937-1938-ci illərdə fəaliyyətə başlamış və 1948-ci ildə bərpa edilmişdir.

1971-ci ildə onlar bir porşen üçün bir neçə yüz at gücünə sahib olduqlarını iddia etdilər. O vaxtdan heç nə tapa bilmirəm ... Əlbəttə, Gizli Müdafiə.

Qaz turbinli mühərriklər haqqında nə demək olar?

Sizin fənərlər mənim düşüncə dəyirmanıma bir az su əlavə edə bilər.

Biliyiniz və populyarlığınız üçün təşəkkür edirik.

İl I. 1 bu şərhə reaksiya:

• Admin SAYT İDARƏÇİSİ (2021-09-27 11:40:25): Oxumaq çox əyləncəlidir, təşəkkürlər.

  Bu mühərrik növü haqqında mühakimə etmək üçün kifayət qədər məlumatım yoxdur, yəqin ki, qiymət, ölçü, çətin texniki xidmət, orta səmərəliliyə görə?

  Nəzərə alsaq ki, qazın qızdırılmasına imkan verən bir həllə sahib olmaq lazımdır və buna görə də onun adi ictimai avtomobilə tətbiqi potensial təhlükəlidir (və zamanla sabit olacaq).

  Bir sözlə, daha dəqiq və inamlı cavab ümid etdiyinizdən şübhələnirəm... Bağışlayın.

(Yazınız yoxlanıldıqdan sonra şərh altında görünəcək)

Şərh yaz

E elektrik düsturundan istifadə edərək, tapacaqsınız: