Vodorodli transport vositasini boshqarish (yoqilg'i xujayrasi)
Mundarija
Elektr transport vositalarining ishlashi uchun yana bir muqobil vodorod eritmasi uzoq vaqtdan beri nemislar va yaponlar tomonidan o'rganilgan. Tesla beqaror deb hisoblagan Evropa, shunga qaramay, ushbu texnologiyaga paketni qo'yishga qaror qiladi (global miqyosda, faqat avtomobillarni harakatga keltirish uchun emas). Shunday qilib, keling, vodorod avtomobilining qanday ishlashini ko'rib chiqaylik, shuning uchun bu faqat elektromobilning bir variantidir.
O'qilishi:
- Vodorodli avtomobil hayotga mos keladimi?
- Yoqilg'i xujayrasining afzalliklari va kamchiliklari qanday
Vodorodli avtomobillarning bir nechta turlari
Mavjud texnologiya yonilg'i xujayralarini elektr motorlarini quvvatlantirish uchun ishlatadigan avtomobillar uchun bo'lsa-da, vodorod pistonli ichki yonish vositalarida ham ishlatilishi mumkin. Haqiqatan ham, bu bizning avtomobillarimizda qo'llanilgan LPG va CNG bilan bir xil tarzda ishlatilishi mumkin bo'lgan gaz. Biroq, bu fikrdan voz kechildi, pistonli dvigatel haqiqatan ham vaqtga mos keladi ...
Mana, vodorod bilan ishlaydigan Toyota Mirai. U AQShda sotiladi, u Frantsiyada emas, chunki vodorod tarqatish punkti yo'q ... Elektr terminallari bilan kechikib, biz allaqachon vodoroddan orqada qolmoqdamiz!
Operatsion printsipi
Agar biz tizimni bir jumla bilan umumlashtirishimiz kerak bo'lsa, men buni aytgan bo'lardimu elektr motor kim bilan yuradi Yoqilg'i ifloslantiruvchi emas (ishlab chiqarishda emas, balki amalda). Batareyani vilka va shuning uchun elektr bilan zaryad qilish o'rniga, biz uni suyuqlik bilan to'ldiramiz. Shuning uchun biz yonilg'i xujayrasi tizimini chaqiramiz (bu
to'plash
bu yoqilg'i bilan ishlaydi
iste'mol qilingan
et
tankdan yo'qoladi
). Aslida, elektr motorining yagona farqi - bu energiyani saqlash, bu erda kimyoviy emas, suyuq holda.
Shu sababli, akkumulyator lityum yoki hatto qo'rg'oshin kislotali akkumulyatordan farqli o'laroq zaryadsizlanayotganligini ta'kidlash kerak (ular qanday ishlashini bilish uchun havolalarga qarang).
Jarayon xaritasi
Vodorod = gibrid?
Deyarli ... Haqiqatan ham, ular muntazam ravishda qo'shimcha lityum batareyaga ega, uning foydaliligini men quyida tushuntiraman. Shuning uchun, faqat vodorodda ishlash mumkin, faqat an'anaviy akkumulyator yordamida, hatto bir vaqtning o'zida ham.
komponentlar
Vodorod tanki
Bizda har bir kilogrammda 5 kVt / soat energiya borligini bilgan holda 10 dan 33.3 kg gacha vodorodni saqlash mumkin bo'lgan tank bor (35 dan 100 kVt soatgacha bo'lgan elektr transport vositalariga qaraganda). Tank 350 dan 700 bargacha bo'lgan ichki bosimga bardosh berish uchun maxsus ishlab chiqilgan va mustahkamdir.
Yoqilg'i xujayrasi
Yoqilg'i xujayrasi xuddi an'anaviy lityum batareya kabi avtomobilning elektr motorini quvvat bilan ta'minlaydi. Biroq, u yoqilg'iga, ya'ni tankdan vodorodga muhtoj. U juda qimmat platinadan qilingan, ammo eng zamonaviy versiyalarda u holda ishlaydi.
Bufer batareyasi
Bu talab qilinmaydi, lekin vodorodli avtomobillar uchun standart hisoblanadi. Haqiqatan ham, u zaxira batareyasi, quvvat kuchaytirgichi (yoqilg'i xujayrasi bilan parallel ravishda ishlashi mumkin) bo'lib xizmat qiladi, lekin ayni paytda va birinchi navbatda, sekinlashuv va tormozlash vaqtida kinetik energiyani tiklashga xizmat qiladi.
Quvvat elektronikasi
Yuqori diagrammada ko'rsatilmagan, quvvat elektroniği avtomobilning turli qismlaridan oqib o'tadigan turli xil oqimlarni boshqaradi, to'xtatadi va to'g'rilaydi (AC va DC oqimlari o'rtasida o'zgartiradi).
Yoqilg'i quyish
Yoqilg'i xujayrasi ishlashi: kataliz
Maqsad vodoroddan elektronlarni (elektr energiyasini) elektr motoriga yuborish uchun olishdir. Bularning barchasi bir tomondan elektronlarni (dvigatelga qarab) va boshqa tomondan (yonilg'i xujayrasida) protonlarni ajratadigan boshqariladigan elektrokimyoviy reaktsiya orqali amalga oshiriladi. Butun uchrashuv katodda tugaydi, u erda reaksiya tugaydi: oxirgi "aralashma" tizimdan pompalanadigan suvni beradi (egzoz).
Bu erda vodoroddan elektr energiyasini olish (teskari elektroliz) katalizining diagrammasi.
Bu erda biz yoqilg'i xujayrasining ishlashini, ya'ni kataliz hodisasini ko'ramiz.
Vodorod H2 (ya'ni, ikkita vodorod H atomi bir-biriga yopishtirilgan: dihidrogen) chapdan o'ngga o'tadi. Anodga yaqinlashganda, u o'z yadrosini (proton) yo'qotadi, u so'riladi (oksidlanish hodisasi tufayli). Elektronlar keyinchalik elektr motorini ishlatish uchun o'ng tomonga yo'lda davom etadilar.
O'z navbatida, biz katod tomoniga O2 (kompressor tufayli havodan kislorod) yuborish orqali hamma narsani qayta yig'amiz, bu tabiiy ravishda suv molekulasini (barcha elementlarni bir butunga katalizlovchi) hosil bo'lishiga imkon beradi. Hs va Os yig'indisi bo'lgan molekula).
Kimyoviy/fizik reaksiyalarning qisqacha mazmuni
ANOD : anodda vodorod atomi yarmiga "kesilgan" (H2 = 2e- + 2H+). Yadro (H + ioni) katod tomon tushadi, elektronlar (e-) elektrolitdan (anod va katod orasidagi bo'shliqdan) o'ta olmasligi sababli yo'lida davom etadi.
KATOD: katodda biz teskari (turli xil yo'llar bilan) H + va e- ionlarini ko'ramiz. Keyin kislorod atomlarini kiritish kifoya, bu barcha elementlar to'plashni xohlaydi, bu esa ikkita vodorod atomi va bitta kislorod atomidan iborat suv molekulasini yaratishga olib keladi. Yoki formula: 2e- + 2H+ + O2 = H2O
O'rim-yig'im?
Agar biz faqat avtomobilning o'zini, ya'ni g'ildiraklarning oxirigacha bo'lgan tankning samaradorligini (materialni o'zgartirish / mexanik mustahkamlash) hisobga olsak, biz bu erda 50% dan bir oz pastroqmiz. Haqiqatan ham, batareyaning samaradorligi taxminan 50%, elektr motori esa taxminan 90% ni tashkil qiladi. Shuning uchun bizda birinchi navbatda 50% filtrlash, keyin esa 10%.
Agar energiya ishlab chiqaradigan elektr stantsiyasining samaradorligini hisobga oladigan bo'lsak, vodorod ishlab chiqarish yoki hatto elektr energiyasini taqsimlashdan oldin (litiyda) bizda vodorod uchun 25% va elektr energiyasi uchun 70% (taxminan o'rtacha, aniq) ).
Bu erda rentabellik haqida ko'proq o'qing.
Vodorodli avtomobil va lityum batareyali elektromobil o'rtasidagi farq nima?
Mashinalar aynan bir xil, faqat "energiya tanki" dan tashqari. Shuning uchun, bu rotor-stator motorlarini (indüksiyon, doimiy magnitlar yoki hatto reaktiv) ishlatadigan elektr transport vositalaridir.
Agar lityum batareya ham uning ichidagi kimyoviy reaksiya (tabiiy ravishda elektr ishlab chiqaradigan reaktsiya: aniqrog'i, elektronlar) tufayli ishlasa, undan hech narsa chiqmaydi, faqat ichki transformatsiya mavjud. Dastlabki holatiga qaytish (zaryadlash) uchun oqimni o'tkazish (sektorga ulanish) kifoya qiladi va kimyoviy reaktsiya yana teskari yo'nalishda boshlanadi. Muammo shundaki, hatto super zaryadlovchilar bilan ham vaqt talab etiladi.
Yoqilg'i xujayrasi (ya'ni vodorod) tomonidan quvvatlanadigan klassik elektr motori bo'lgan vodorod dvigateli uchun batareya kimyoviy reaktsiya vaqtida vodorodni iste'mol qiladi. U suv bug'ini olib tashlaydigan egzoz orqali chiqariladi (kimyoviy reaktsiya natijasi).
Shuning uchun, mantiqiy nuqtai nazardan, biz har qanday elektromobilni vodorod avtomobiliga moslashtira olamiz, lityum batareyani yonilg'i xujayrasi bilan almashtirish kifoya. Shunday qilib, sizning tushunishingizcha, "vodorod dvigateli" birinchi navbatda elektr motori sifatida ko'rib chiqilishi kerak (bu erda qanday ishlashini ko'ring). U shaxs sifatida yonilg'i bilan to'ldirilgani uchun emas, balki unga albatta yaqinlashadi.
Ushbu planshetning asosidagi kimyoviy reaksiya hosil qiladi issiqlikdan elektr energiyasi (bizga elektr motor uchun nima kerak) va suv.
Nega hamma joyda emas?
Vodorod bilan bog'liq asosiy texnik muammo saqlash xavfsizligi bilan bog'liq. Aslida, LPG kabi, bu yoqilg'i xavfli, chunki u havo bilan aloqa qilganda yonuvchan bo'ladi (va bu hammasi emas). Demak, muammo nafaqat mashinaga yonilg'i quyish, balki har qanday baxtsiz hodisaga bardosh bera oladigan kuchli tankga ega bo'lishida. Albatta, qo'shilgan xarajat ham katta tortishuvdir va u narxi tushib ketayotgan lityum-ion batareyaga qaraganda kamroq hayotiy ko'rinadi.
Nihoyat, dunyodagi ishlab chiqarish va tarqatish tarmog'i juda rivojlanmagan va hukumatlar qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalangan holda elektroliz orqali vodorod ishlab chiqarishni xohlaydilar (ko'plab ekspertlar bizning "to'satdan" haqiqatimizda amalga oshmaydigan utopik sxema haqida gapirishadi).
Oxir oqibat, an'anaviy elektr energiyasi vodorod emas, balki kelajak uchun tanlov yechimi bo'lishi ehtimoli ko'proq bo'lib, u individual harakatchanlikdan tashqari bir qator ilovalar uchun ishlatiladi.
Barcha sharhlar va reaktsiyalar
Dernier sharh joylashtirildi:
Bernard (Sana: 2021 09:23:14)
Salom,
Ushbu kuchli va qiziqarli g'oyalar uchun rahmat. Men saytni eski miyamdagi yangi olov bilan tark etaman.
Shaxsan men atom suv osti kemalari haqida bilganimdan tashqari, hech kim yo‘l uchun mukammal dvigatel ishlab chiqmaganiga hayronman. Bu, aslida, 1971 yildagi Bryussel avtosalonida 200 ot kuchiga ega Philips tomonidan taqdim etilgan. ikkita pistonda.
Philips o'z faoliyatini 1937-1938 yillarda boshlagan va 1948 yilda qayta tiklangan.
1971 yilda ular bir piston uchun bir necha yuz ot kuchiga ega bo'lishdi. O'shandan beri men hech narsa topa olmayapman ... Albatta, maxfiy himoya.
Gaz turbinali dvigatellar haqida nima deyish mumkin?
Sizning chiroqlaringiz mening fikrlash tegirmonimga ozgina suv qo'shishi mumkin.
Sizning bilimingiz va ommabopligingiz uchun tashakkur.
Il J. 1 bu izohga munosabat (lar):
- Admin Sayt ma'muri (2021-09-27 11:40:25): O'qish juda qiziqarli, rahmat.
Men bu turdagi dvigatel haqida etarlicha ma'lumotga ega emasman, ehtimol uning narxi, o'lchami, texnik xizmat ko'rsatishning qiyinligi, o'rtacha samaradorlik tufayli?
Gazni isitish imkonini beruvchi yechimga ega bo'lish kerakligini hisobga olsak, shuning uchun uni oddiy jamoat avtomobilida qo'llash potentsial xavflidir (va vaqt o'tishi bilan u doimiy bo'ladi).
Muxtasar qilib aytganda, siz aniqroq va ishonchli javobga umid qilganingizdan shubhalanaman ... Kechirasiz.
(Sizning postingiz tekshirilgandan keyin izoh ostida ko'rinadi)
bir izoh yozing
E elektr formulasidan foydalanib, siz quyidagilarni topasiz:
