hidrogén üzemanyagcella az autókban

Gyerünk hidrogén motor

Képzeljünk el egy autót, amely vezetés közben nem bocsát ki füstöt vagy szennyező gázokat, és benzin vagy gázolaj helyett hidrogént használ üzemanyagként. A hidrogén már nem a jövő valamije, de már elérhető a hidrogén üzemanyagcella az autókban. Sokan kíváncsiak, hogyan működik, és mik a használatuk előnyei.

Emiatt ebben a cikkben az autókban található hidrogén üzemanyagcelláról, annak jellemzőiről, előnyeiről és még sok másról fogunk beszélni.

Mi az a hidrogéncellás autó

hidrogén üzemanyagcella az autókban

A hidrogéncella lényegében egy olyan eszköz, amely a hidrogénben tárolt kémiai energiát elektromos energiává alakítja. Olyan folyamaton keresztül működik, amelyben a hidrogén a levegő oxigénjével kombinálva elektromos áramot, vizet és hőt termel melléktermékként. A megtermelt elektromos áram képes meghajtani egy villanymotort, amely meghajtja az autó kerekeit, lehetővé téve az autó mozgását.

A hidrogén üzemanyagcella több egyedi cellából áll.. Mindegyik cella két elektródából áll, egy anódból és egy katódból, amelyeket elektrolitnak nevezett anyag választ el egymástól. A hidrogént az anódon, a levegőből származó oxigént pedig a katódon vezetik be. Amikor a hidrogén érintkezésbe kerül az anóddal, protonokra és elektronokra bomlik. A protonok az elektroliton keresztül a katódig, míg az elektronok egy külső áramkörön keresztül haladnak, és közben elektromosságot termelnek. A katódon a protonok, az elektronok és az oxigén egyesülve vizet és hőt képeznek.

cómo munkák

hidrogén autó működés

A fő különbség a hidrogénes autókhoz képest az, hogy Bár ez egy elektromos autó, mivel az elektromos motor teljesen forgatja a kerekeket, nem működik ugyanúgy. Az üzemanyagcellás járműben az autó termeli meg a szükséges villamos energiát.

Ahelyett, hogy akkumulátorokat használnának az energia tárolására, üzemanyagcellákat használnak, hasonlóan a hordozható erőművekhez. Ha a belsőégésű autókat elemezzük, az energiát kőolajszármazékok elégetésével nyerik, a hidrogénes autókban pedig a hidrogént dolgozzák fel, hogy igény szerint áramot állítsanak elő.

A nyomás alatt álló hidrogéngázt (H2) speciális tartályokban tárolják. Ezt az elemet egy tüzelőanyag-cellába szállítják, ahol a környező levegőből oxigént adnak hozzá elektromos áram előállításához, és víz (H2O) keletkezik maradék termékként. Mert igen, a hidrogénes autóknak van kipufogócsöve, de nem szennyeznek, csak vízgőzt bocsátanak ki.

Az üzemanyagcella által termelt áram az akkumulátorba kerül, és akárcsak egy elektromos autóban, az akkumulátor feladata az energia elosztása az autó villanymotorjának. Igény szerinti teljesítmény közvetlenül az üzemanyagcellától a villanymotorhoz is szállítható.

Az akkumulátorban felgyülemlett többlet elektromosság, plusz energiavisszanyerés a regeneratív fékezés révén, az akkumulátorban tárolódik, ami lehetővé teszi az üzemanyagcellás mechanizmus működését hidrogén fogyasztása nélkül is.

Előny és időtartam

milyenek a hidrogéncellák az autókban

Ha a tartósságról van szó, gondoljon egy hidrogénüzemű autóra, mint egy hagyományos benzin- vagy dízelmotorra. Ennek eredményeként az autók hidrogén-üzemanyagcelláit úgy tervezték, hogy kitartsák a hagyományos járművek élettartamát, ugyanolyan minőségben, tartósságban és megbízhatóságban, mint bármely más járműben.

A hidrogén üzemanyagcellák fő előnye az Áramot termelnek anélkül, hogy a környezetre káros szennyező anyagokat bocsátanának ki. Az egyetlen jelentős melléktermék a víz, ami miatt a hidrogéncellás járművek „nulla kibocsátásúnak” minősülnek. Ezenkívül nagyobb autonómiát kínálnak a hagyományos elektromos járművek akkumulátoraihoz képest, mivel az újratöltési folyamat gyorsabb és összehasonlítható a benzintartály feltöltésével.

A hidrogén akkumulátor autókban való használatának további előnyei:

  • Nulla helyi károsanyag-kibocsátás: Az egyedüli kibocsátás a vízgőz, amely jelentősen hozzájárul a levegőszennyezés és a levegőminőség csökkentéséhez a városi környezetben.
  • Kiterjesztett autonómia: A hidrogéncellás járművek hosszabb ideig futhatnak, mielőtt újratöltést igényelnének, így alkalmasabbak hosszú távú utazásra.
  • Gyors töltés: a hidrogéntartály újratöltése mindössze néhány percet vesz igénybe, hasonlóan ahhoz az időhöz, amely egy benzintartály feltöltéséhez szükséges.
  • Rugalmas használat: A hidrogéncellák számos alkalmazásban használhatók, nem csak járművekben, hanem helyhez kötött energiarendszerekben is, például generátorokban és tartalék energiaellátó rendszerekben.
  • Energiahatékonyság: A hidrogén üzemanyagcellák hatékonyabbak lehetnek az energiaátalakítás szempontjából, mint a hagyományos belső égésű motorok.
  • Hozzájárulás a megújuló energiához: A hidrogén üzemanyagcellákban használt hidrogén megújuló forrásokból, például nap- és szélenergiából állítható elő elektrolízisnek nevezett eljárással.

A hidrogéncella problémái az autókban

Bár igaz, hogy a hidrogén az egyik legikonikusabb kémiai elem a periódusos rendszerben, az előfordulási gyakorisága miatt, kinyerése nem egyszerű.

A hidrogén szobahőmérsékleten és nyomáson teljesen ártalmatlan gáz, de maga a hidrogén nem csak gyűjthető anyagként létezik. A talajban nincs hidrogén, és nem is fákról nő. Jelenléte összefügg más elemekkel, amelyek elválasztásához szükségünk van: például a víz, a H2O két hidrogénatomból és egy oxigénatomból áll.

A hidrogén (H2) elválasztásához a vizet elektromos árammá kell felosztani egy elektrolízisnek nevezett elgázosítási eljárással. Nagy mennyiségű energiára van szükség egyrészt az oxigén (O) előállításához, másrészt a tiszta hidrogén (H2) tárolásához.

A hidrogén előállítható szénhidrogén reformálással, szénhidrogén vagy biomassza elgázosítással, kis léptékű baktériumok vagy algák biotermelésével és nagy léptékű termokémiai körfolyamatokkal (nukleáris vagy napenergia felhasználásával).

A hidrogénnel kapcsolatos másik legbonyolultabb probléma a tárolása. Rendkívül illékony gáz, amelynek sűrűsége mindössze 0,0899 kg/m3, így ennek a gáznak a nyomás alatt tartása azt jelenti, hogy nagyon nehéz tárgyakat kell hozzáadni a tartályban tartáshoz. A jelenlegi technológiával gyakorlatilag lehetetlen garantálni a veszteségeket, elsősorban a szelepek feltöltése/ürítése miatt.

Emellett ott van a tankolás kérdése is: nem könnyű. Spanyolországban, ahol jelenleg instabil hálózatunk van, mindössze hét hidrogénüzem működik: kettő Huescában, egy Zaragozában, egy Madridban, egy Albacetében, egy Puertollanóban és egy Sevillában. 2017-ben azt jósolták, hogy 20-ra 2020 hidrogénerőmű lehet, de a valóság egészen más.

Remélem, hogy ezzel az információval többet megtudhat az autók hidrogén üzemanyagcelláiról és jellemzőiről.


Hagyja megjegyzését

E-mail címed nem kerül nyilvánosságra. Kötelező mezők vannak jelölve *

*

*

  1. Az adatokért felelős: Miguel Ángel Gatón
  2. Az adatok célja: A SPAM ellenőrzése, a megjegyzések kezelése.
  3. Legitimáció: Az Ön beleegyezése
  4. Az adatok közlése: Az adatokat csak jogi kötelezettség alapján továbbítjuk harmadik felekkel.
  5. Adattárolás: Az Occentus Networks (EU) által üzemeltetett adatbázis
  6. Jogok: Bármikor korlátozhatja, helyreállíthatja és törölheti adatait.