Управљање возилом на водоник (горивна ћелија)
Садржина
Još jednu alternativu za rad električnih vozila, rastvor vodonika, dugo su proučavali Nemci i Japanci. Европа, коју Тесла сматра нестабилном, ипак одлучује да стави пакет на ову технологију (глобално, не само за погон аутомобила). Pa hajde da pogledamo kako funkcioniše auto na vodonik, koji je dakle samo varijanta električnog automobila.
Погледајте такође:
- Да ли је аутомобил на водоник одржив?
- Које су предности и недостаци горивих ћелија
Неколико врста аутомобила на водоник
Док се тренутна технологија користи за аутомобиле који користе горивне ћелије за погон својих електромотора, водоник се такође може користити у клипним возилима са унутрашњим сагоревањем. То је заиста гас који се може користити на исти начин као ТНГ и ЦНГ који се већ користе у нашим возилима. Међутим, ова идеја је напуштена, клипни мотор је заиста више у складу са временом ...
Evo Tojote Mirai sa pogonom na vodonik. Prodaje se u SAD, nije u Francuskoj, jer tamo nema mesta za distribuciju vodonika... Kasnimo sa električnim terminalima, već zaostajemo za vodonikom!
Принцип рада
Kada bismo sistem morali da sumiramo u jednoj rečenici, rekao bih toово електромотор који хода са гориво не загађује (у функцији, а не у производњи). Umesto da bateriju punimo utikačem i samim tim strujom, punimo je tečnošću. Због тога зовемо систем горивих ћелија (то је
акумулирати
који ради са горивом које
konzumiran
et
нестаје из резервоара
). У ствари, једина разлика са електромотором је складиштење енергије, овде у течном, а не у хемијском облику.
Stoga treba napomenuti da se baterija prazni, za razliku od litijumske ili čak olovne baterije (pogledajte veze da biste saznali kako rade).
Мапа процеса
Vodonik = hibrid?
Скоро ... Заиста, они систематски имају додатну литијумску батерију, чију ћу корисност објаснити у наставку. Због тога је могуће радити само на водонику, само помоћу конвенционалне батерије, или чак обоје истовремено.
Компоненте
Резервоар за водоник
Имамо резервоар који може да ускладишти 5 до 10 кг водоника, знајући да сваки килограм садржи 33.3 кВх енергије (у поређењу са електричним возилима која имају 35 до 100 кВх). Rezervoar je posebno dizajniran i robustan da izdrži unutrašnji pritisak od 350 do 700 bara.
Гориво ћелија
Горивна ћелија ће напајати електрични мотор аутомобила, баш као и конвенционална литијумска батерија. Међутим, потребно му је гориво, наиме водоник из резервоара. Napravljen je od veoma skupe platine, ali u najsavremenijim verzijama i bez nje.
Bafer baterija
Ovo nije obavezno, ali je standard za vozila na vodonik. Заиста, служи као резервна батерија, појачало снаге (може радити паралелно са горивом ћелијом), али такође и изнад свега служи за обнављање кинетичке енергије током успоравања и кочења.
Уређаји на струју
Није наведено на мом горњем дијаграму, енергетска електроника контролише, прекида и исправља (претварајући између наизменичне и једносмерне струје) различите струје које протичу кроз различите компоненте аутомобила.
Доливање горива
Рад горивих ћелија: катализа
Cilj je da se iz vodonika izvuku elektroni (električna energija) kako bi se poslali u elektromotor. Ovo se sve radi kontrolisanom elektrohemijskom reakcijom koja razdvaja elektrone na jednoj strani (prema motoru) i protone na drugoj (u gorivoj ćeliji). Читав састанак завршава на катоди, где се реакција завршава: коначна "смеша" даје воду, која се испумпава из система (издувни гас).
Ево дијаграма катализе, који је екстракција електричне енергије из водоника (реверзна електролиза).
Овде видимо функционисање горивне ћелије, наиме феномен катализе.
Vodonik H2 (tj. dva atoma vodonika H spojena zajedno: divodonik) ide s leva na desno. Kako se približava anodi, gubi svoje jezgro (proton), koje će biti usisano (zbog fenomena oksidacije). Elektroni će zatim nastaviti svoj put udesno da bi kasnije koristili električni motor.
Заузврат, све поново састављамо убризгавањем О2 (кисеоник из ваздуха захваљујући компресору) на страну катоде, што ће природно омогућити стварање молекула воде (који ће катализовати све елементе у једну целину). молекул који је збирка Хс и Ос).
Rezime hemijskih/fizičkih reakcija
КЛИМАЊЕ ГЛАВОМ : na anodi, atom vodonika je "presečen" na pola (Х2 = 2е- + 2Х +). Jezgro (jon H +) se spušta prema katodi, dok elektroni (e-) nastavljaju svoj put zbog nemogućnosti da prođu kroz elektrolit (prostor između anode i katode).
КАТОДА: на катоди видимо обрнуте (на различите начине) јоне Х + и е- електроне. Тада је довољно увести атоме кисеоника тако да сви ови елементи желе да се сакупе, што затим доводи до стварања молекула воде који се састоји од два атома водоника и једног атома кисеоника. Или формула: 2е- + 2Х + + О2 = Х2О
Жетва?
Ако узмемо у обзир само сам аутомобил, односно ефикасност резервоара до краја точкова (трансформација материјала/механичко ојачање), ту смо мало испод 50%. Заиста, батерија има ефикасност од око 50%, а електромотор - око 90%. Дакле, прво имамо 50% филтрирања, а затим 10%.
Ako uzmemo u obzir efikasnost elektrane koja proizvodi energiju, onda pre proizvodnje vodonika ili čak distribucije električne energije (u slučaju litijuma) imamo 25% za vodonik i 70% za električnu energiju (približno prosečno, očigledno ).
Прочитајте више о профитабилности овде.
Разлика између аутомобила на водоник и електричног аутомобила са литијумском батеријом?
Аутомобили су потпуно исти, осим њиховог „резервоара за енергију“. Стога су ово електрична возила која користе ротор-статорске моторе (индукционе, сталне магнете или чак реактивне).
Ако литијумска батерија ради и због хемијске реакције у њој (реакција која природно производи електричну енергију: тачније електроне), ништа не излази из ње, постоји само унутрашња трансформација. За повратак у првобитно стање (пуњење) довољно је проћи струју (спојити се на сектор) и хемијска реакција ће поново започети у супротном смеру. Проблем је у томе што је потребно време, чак и са пуњачима.
Za motor na vodonik, koji je klasičan električni motor koji pokreće gorivna ćelija (tj. vodonik), baterija troši vodonik tokom hemijske reakcije. Prazni se kroz izduvni gas koji uklanja vodenu paru (rezultat hemijske reakcije).
Стога, са логичке тачке гледишта, било који електрични аутомобил могли бисмо прилагодити аутомобилу на водоник, довољно је да се литијумска батерија замени горивом ћелијом. Дакле, по вашем разумевању, "водоников мотор" треба првенствено посматрати као електромотор (погледајте како овде функционише). Он му се нужно приближава, а не зато што се пуни горивом као ентитет.
Хемијска реакција у основи ове таблете производи Топлотаод електрицитет (оно што нам је потребно за електромотор) и вода.
Зашто не свуда?
Главни технички проблем са водоником повезан је са сигурношћу складиштења. У ствари, попут ТНГ -а, ово гориво је опасно јер постаје запаљиво у додиру са ваздухом (и то није све). Dakle, problem nije samo punjenje automobila gorivom, već i rezervoar dovoljno jak da izdrži bilo kakvu nesreću. Naravno, dodatni trošak je takođe veliki otpor, a čini se da je manje održiv od litijum-jonske baterije, čija cena naglo opada.
Коначно, производна и дистрибутивна мрежа у свету је веома неразвијена, а владе желе да произведу водоник електролизом користећи обновљиве изворе енергије (многи стручњаци говоре о утопијској шеми која се не може остварити у нашој "изненадној" стварности).
На крају, постоји већа шанса да ће конвенционална електрична енергија бити решење избора за будућност, а не водоник, који ће се користити за низ апликација изван индивидуалне мобилности.
Сви коментари и реакције
последњи коментар је објављен:
Bernard (Датум: 2021, 09:23:14)
Здраво,
Хвала вам на овим снажним и занимљивим идејама. Напустићу сајт са новом кријесницом у старом мозгу.
Лично сам изненађен што, осим онога што знам о нуклеарним подморницама, нико није развио савршен мотор за пут. To je zaista bio onaj koji je Philips predstavio na Salonu automobila u Briselu 1971. godine, sa 200 KS. na dva klipa.
Пхилипс је почео са радом 1937-1938, а наставио је 1948. године.
1971. тврдили су неколико стотина коњских снага по клипу. Од тада не могу ништа да пронађем ... Наравно, Тајна одбрана.
Šta je sa gasnoturbinskim motorima?
Твоји фењери могу додати мало воде у моју воденицу.
Хвала вам на знању и популаризацији.
Ил Ј. 1 реакције на овај коментар:
- Админ АДМИНИСТРАТОР СИТЕ -а (2021-09-27 11:40:25): Много је забавно читати, хвала.
Ne znam dovoljno o ovom tipu motora da bih procenio, verovatno zbog cene, veličine, teškog održavanja, prosečne efikasnosti?
Имајући у виду да је потребно имати решење које вам омогућава загревање гаса, па је стога његова примена на обичном јавном аутомобилу потенцијално опасна (и да ће временом бити константна).
Ukratko, pretpostavljam da ste se nadali preciznijem i sigurnijem odgovoru... Izvinite.
(Ваш пост ће бити видљив испод коментара након верификације)
Напишите коментар
Koristeći električnu formulu E, naći ćete da:
