ejam 
Iedomājieties automašīnu, kas braukšanas laikā neizdala dūmus vai piesārņojošas gāzes, un tā vietā, lai izmantotu benzīnu vai dīzeļdegvielu, kā degvielu izmanto ūdeņradi. Ūdeņradis vairs nav kaut kas no nākotnes, bet jau ir pieejams, pateicoties ūdeņraža degvielas šūna automašīnās. Daudzi cilvēki brīnās, kā tas darbojas un kādas ir to izmantošanas priekšrocības.
Šī iemesla dēļ šajā rakstā mēs jums pastāstīsim par ūdeņraža degvielas elementu automašīnās, tā īpašībām, priekšrocībām un daudz ko citu.
Kas ir ūdeņraža šūnu automašīnas
Būtībā ūdeņraža šūna ir ierīce, kas ūdeņražā uzkrāto ķīmisko enerģiju pārvērš elektroenerģijā. Tas darbojas, izmantojot procesu, kurā ūdeņradis savienojas ar skābekli no gaisa, lai kā blakusprodukti iegūtu elektrību, ūdeni un siltumu. Saražotā elektrība var darbināt elektromotoru, kas darbina automašīnas riteņus, ļaujot tai kustēties.
Ūdeņraža degvielas šūna sastāv no vairākām atsevišķām šūnām.. Katra šūna sastāv no diviem elektrodiem, anoda un katoda, ko atdala materiāls, ko sauc par elektrolītu. Ūdeņradis tiek ievadīts pie anoda un skābeklis no gaisa tiek ievadīts katodā. Kad ūdeņradis nonāk saskarē ar anodu, tas sadalās protonos un elektronos. Protoni pārvietojas pa elektrolītu uz katodu, bet elektroni pārvietojas pa ārēju ķēdi, ģenerējot elektroenerģiju. Katodā protoni, elektroni un skābeklis apvienojas, veidojot ūdeni un siltumu.
COMO darbi
Galvenā atšķirība no ūdeņraža auto ir tā, Lai gan tas ir elektromobilis, tā kā jums ir elektromotors, kas pilnībā griež riteņus, tas nedarbojas tādā pašā veidā. Kurināmā elementu transportlīdzeklī automašīna ģenerē tai nepieciešamo elektroenerģiju.
Tā vietā, lai enerģijas uzkrāšanai izmantotu baterijas, tās izmanto kurināmā elementus, līdzīgi kā pārnēsājamām spēkstacijām. Ja mēs analizējam iekšdedzes automašīnas, enerģiju iegūst, sadedzinot naftas atvasinājumus, un ūdeņraža automašīnās ūdeņradis tiek apstrādāts, lai pēc pieprasījuma ražotu elektroenerģiju.
Ūdeņraža gāze (H2) zem spiediena tiek uzglabāta īpašās tvertnēs. Šis elements tiek nogādāts kurināmā šūnā, kur tiek pievienots skābeklis no apkārtējā gaisa, lai ražotu elektroenerģiju, un ūdens (H2O) tiek iegūts kā atlikuma produkts. Jo jā, ūdeņraža automašīnām ir izplūdes caurules, bet tās nepiesārņo, izdala tikai ūdens tvaikus.
Degvielas elementa saražotā elektrība nonāk akumulatorā, un tāpat kā elektromobilī akumulators ir atbildīgs par jaudas sadali automašīnas elektromotoram. Jaudu pēc pieprasījuma var piegādāt arī tieši no degvielas šūnas uz elektromotoru.
Akumulatorā uzkrātā elektrība, kā arī enerģijas atgūšana ar reģeneratīvo bremzēšanu, tas tiek glabāts akumulatorā, kas ļauj degvielas šūnu mehānismam darboties pat nepatērējot ūdeņradi.
Priekšrocības un ilgums
Runājot par izturību, padomājiet par ar ūdeņradi darbināmu automašīnu, piemēram, tradicionālu benzīna vai dīzeļa automašīnu. Rezultātā ūdeņraža degvielas šūnas automašīnās ir izstrādātas tā, lai tās kalpotu parastajam transportlīdzeklim ar tādu pašu kvalitāti, izturību un uzticamību kā jebkuram citam transportlīdzeklim.
Ūdeņraža kurināmā elementu galvenā priekšrocība ir tā Tie ražo elektroenerģiju, neizdalot videi kaitīgus piesārņotājus. Vienīgais nozīmīgais blakusprodukts ir ūdens, kas padara ūdeņraža šūnu transportlīdzekļus par "nulles emisiju". Turklāt tie piedāvā lielāku autonomiju salīdzinājumā ar tradicionālo elektrisko transportlīdzekļu akumulatoriem, jo uzlādes process ir ātrāks un salīdzināms ar benzīna tvertnes uzpildīšanu.
Citas ūdeņraža akumulatora izmantošanas priekšrocības automašīnās ir:
- Nulle vietējās emisijas: Vienīgā radītā emisija ir ūdens tvaiki, kas ievērojami samazina gaisa piesārņojumu un gaisa kvalitāti pilsētvidē.
- Paplašināta autonomija: ūdeņraža šūnu transportlīdzekļiem var būt ilgāks nobraukums, pirms tie ir jāuzlādē, padarot tos piemērotākus tālsatiksmes braucieniem.
- Ātra uzlāde: ūdeņraža tvertnes uzpildīšana var aizņemt tikai dažas minūtes, līdzīgi kā laiks, kas nepieciešams benzīna tvertnes uzpildīšanai.
- Lietošanas elastība: Ūdeņraža elementus var izmantot dažādos lietojumos ne tikai transportlīdzekļos, bet arī stacionārās energosistēmās, piemēram, ģeneratoros un rezerves barošanas sistēmās.
- Energoefektivitāte: Ūdeņraža degvielas šūnas var būt efektīvākas enerģijas pārveidošanas ziņā salīdzinājumā ar parastajiem iekšdedzes dzinējiem.
- Ieguldījums atjaunojamajā enerģijā: Ūdeņraža kurināmā elementos izmantoto ūdeņradi var ražot no atjaunojamiem avotiem, piemēram, saules un vēja enerģijas, izmantojot procesu, ko sauc par elektrolīzi.
Ūdeņraža šūnas problēmas automašīnās
Lai gan tā ir taisnība, ka ūdeņradis ir viens no ikoniskākajiem ķīmiskajiem elementiem periodiskajā tabulā tā sastopamības biežuma dēļ, tā iegūšana ir nekas cits kā vienkārša.
Ūdeņradis ir pilnīgi nekaitīga gāze istabas temperatūrā un spiedienā, bet pats ūdeņradis neeksistē tikai kā kolekcionējams materiāls. Augsnē nav ūdeņraža, tas neaug arī no kokiem. Tās klātbūtne ir saistīta ar citiem elementiem, kas mums ir nepieciešami, lai to atdalītu: piemēram, ūdens, H2O, sastāv no diviem ūdeņraža atomiem un viena skābekļa atoma.
Lai atdalītu ūdeņradi (H2), ūdens jāsadala elektrībā, izmantojot gazifikācijas procesu, ko sauc par elektrolīzi. Ir nepieciešams liels enerģijas daudzums, lai iegūtu skābekli (O), no vienas puses, un tīru ūdeņradi (H2), lai to uzglabātu, no otras puses.
Ūdeņradi var iegūt arī ar ogļūdeņražu reformēšanu, ogļūdeņražu vai biomasas gazifikāciju, neliela mēroga baktēriju vai aļģu bioprodukciju un liela mēroga termoķīmisko ciklu (izmantojot kodolenerģiju vai saules enerģiju).
Vēl viens no sarežģītākajiem jautājumiem, kas saistīti ar ūdeņradi, ir tā uzglabāšana. Tā ir ārkārtīgi gaistoša gāze, kuras blīvums ir tikai 0,0899 kg/m3, tāpēc šīs gāzes turēšana zem spiediena nozīmē pievienot ļoti smagus priekšmetus, lai to saglabātu tvertnē. Ar pašreizējām tehnoloģijām praktiski nav iespējams garantēt zaudējumus, galvenokārt uzpildes/iztukšošanas vārstu dēļ.
Turklāt ir jautājums par degvielas uzpildīšanu: tas nav viegli. Spānijā, kur mums pašlaik ir nestabils tīkls, ir tikai septiņas ūdeņraža rūpnīcas: divas Hueskā, viena Saragosā, viena Madridē, viena Albasetē, viena Puertollano un viena Seviljā. 2017. gadā tika prognozēts, ka līdz 20. gadam varētu būt 2020 ūdeņraža ražotnes, taču realitāte ir pavisam cita.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par ūdeņraža degvielas šūnām automašīnās un to īpašībām.