Kif taħdem magna tal-idroġenu?

magna tal-idroġenu

Il-magni tal-idroġenu jkomplu jkunu waħda mill-imħatri futuri tal-industrija tal-karozzi. It-tħaddim tiegħu taha sensiela ta’ vantaġġi, u żammha fil-wiċċ minkejja l-fallimenti tagħha. Għal dan il-għan, Toyota, BMW, Mazda, Hyundai, Ford u ditti oħra investew ħafna f'din it-teknoloġija. Magni li jużaw l-idroġenu jinkludu magni tal-kombustjoni interna u magni tal-konverżjoni taċ-ċelloli tal-fjuwil. Ħafna nies ma jafux kif taħdem magna tal-idroġenu u l-vantaġġi u l-iżvantaġġi rispettivi tagħhom.

Għal din ir-raġuni, se niddedikaw dan l-artikolu biex ngħidulek kif taħdem magna tal-idroġenu pass pass, x'inhuma l-karatteristiċi tagħha u l-importanza tagħha għad-dinja tal-muturi.

Kif taħdem magna tal-kombustjoni tal-idroġenu?

vetturi ibridi

Dawn il-magni jużaw l-idroġenu bħala gażolina. Jiġifieri, jaħarquha f'kamra tal-kombustjoni biex joħolqu splużjoni (enerġija kinetika u sħana). Għal din ir-raġuni, magni tal-gażolina konvenzjonali jistgħu jiġu adattati biex jaħarqu idroġenu minbarra LPG jew CNG.

It-tħaddim ta 'din il-magna huwa simili ħafna għal dak ta' magna tal-gażolina. L-idroġenu jintuża bħala fjuwil u l-ossiġnu bħala ossidant. Ir-reazzjoni kimika tinbeda minn spark u spark plug jista 'jipproduċi spark. L-idroġenu m'għandux atomi tal-karbonju, għalhekk ir-reazzjoni hija li żewġ molekuli ta 'l-idroġenu jingħaqdu ma' molekula waħda ta 'ossiġnu, u jirrilaxxaw l-enerġija u l-ilma.

Ir-riżultat tar-reazzjoni kimika tiegħu huwa sempliċement fwar tal-ilma. Madankollu, il-magni tal-kombustjoni tal-idroġenu jiġġeneraw xi emissjonijiet waqt it-tħaddim tagħhom. Pereżempju, ammonti żgħar ta 'NOx mill-arja u sħana mill-kamra tal-kombustjoni, jew emissjonijiet mill-ħruq ta' xi żejt permezz taċ-ċrieki tal-pistun.

Peress li l-idroġenu huwa gass, huwa maħżun f'tank bi pressjoni ta '700 bar. Dan huwa 350 sa 280 darba ogħla mill-pressjoni normali tat-tajers tal-karozzi. (2 sa 2,5 bar). Għalkemm hemm ukoll karozzi li jaħżnu l-idroġenu f'forma likwida f'temperaturi baxxi ħafna, kif muri hawn taħt.

Il-magni tal-kombustjoni tal-idroġenu joffru xi vantaġġi interessanti fuq il-magni tal-kombustjoni konvenzjonali. Pereżempju, teoretikament jistgħu jużaw taħlitiet fini ħafna (Lambda qrib 2). Jiġifieri, jistgħu jużaw ftit li xejn fjuwil biex jużaw l-arja kollha li tidħol u jsiru effiċjenti ħafna.

Eżempju ta' kif taħdem magna tal-kombustjoni tal-idroġenu

Eżempju tajjeb ta’ magna tal-idroġenu hija l-BMW 750hl, li daħlet fis-suq fl-2000. Għalkemm fil-fatt hija magna tal-petrol BMW, hija kapaċi wkoll taħraq l-idroġenu.

Madankollu, għandu diversi żvantaġġi: L-ewwel, jaħżen l-idroġenu f'forma likwida. Dan jeħtieġ tank għali ħafna magħmul minn materjali mill- settur aerospazjali biex iżomm it-temperatura tiegħu taħt -250ºC. Dan jista 'jinkiseb biss fi żmien 12 sa 14-il jum, li matulu l-idroġenu jevapora gradwalment u jiġi rilaxxat b'mod sikur fl-atmosfera. It-tieni żvantaġġ huwa li billi tuża l-idroġenu titlef ħafna qawwa u effiċjenza. Il-BMW Hydrogen 7 ta' wara mill-2005 solviet parzjalment dawn il-problemi u żiedet il-pressjoni tal-idroġenu għal 700 bar mingħajr ma żammha kiesħa.

Eżempju tajjeb ieħor huwa l-magna tal-idroġenu Aquarius. Magna tal-fjuwil fossili żviluppata minn kumpanija Iżraeljana adattata għall-użu tal-idroġenu. L-ewwel verżjoni funzjonali ġiet introdotta fl-2014 u minn dakinhar dehret verżjoni riveduta u mtejba. Skond l-iżviluppaturi tagħha, tista 'taħdem mingħajr żejt lubrikanti u għandha sistema ta’ skambju tal-gass biex jitnaqqsu l-emissjonijiet ta’ NOx.

Barra minn hekk, il-magna tal-kombustjoni interna tal-idroġenu hija ħafifa u għandha ftit partijiet, li tagħmilha rħisa biex tipproduċi. Jista 'jintuża bħala extender tal-firxa għal vetturi elettriċi jew bħala ġeneratur għan-netwerk.

Kif taħdem magna taċ-ċelloli tal-fjuwil tal-idroġenu?

magna tal-idroġenu

L-isem sħiħ tiegħu huwa magna tal-idroġenu konvertita taċ-ċelluli tal-fjuwil. Minkejja l-kelma "karburant", ma jaħarqux l-idroġenu. Jużawha biex jiġġeneraw l-elettriku permezz tal-proċess invers ta 'elettroliżi. Huwa għalhekk li jġorru batteriji għal reazzjonijiet kimiċi, bħal f'magna tal-kombustjoni bl-idroġenu, fejn l-idroġenu jinħażen f'tankijiet bi pressjoni ta' 700 bar.

Huwa biss li minflok tmigħha lill-mutur, jgħaddi mill-anodu u l-katodu (bħal batterija) għaċ-ċellula tal-fjuwil. Ladarba hemm, il-gass tal-idroġenu (H2) jgħaddi mill-membrana u jkisserha f'żewġ joni tal-idroġenu. Idroġenu u żewġ elettroni ħielsa. Dawn l-elettroni jgħaddu mill-anodu għall-katodu tal-batterija permezz ta 'ċirkwit estern, u joħolqu kurrent elettriku. Il-jonji tal-idroġenu prodotti jikkombinaw mal-ossiġnu mill-arja biex jiffurmaw ilma.

Għal din ir-raġuni, magna taċ-ċelluli tal-fjuwil tal-idroġenu hija żero emissjonijiet, peress li ma jipproduċix NOx jew il-gassijiet li jiġu prodotti meta jinħaraq iż-żejt bħal magna tal-kombustjoni interna. Id-dijaframmi użati f'dawn il-magni huma magħmula mill-platinu u huma għaljin. Madankollu, hemm xogħol biex tiġi indirizzata din l-ispiża għolja. Pereżempju, fl-Università Teknika ta 'Berlin żviluppaw ferroalloy li, jekk jitqiegħed fil-produzzjoni, jista' jnaqqas ħafna l-ispejjeż.

Żvantaġġi ta 'magni idroġenu

kif taħdem magna tal-idroġenu

  • Katalisti użati f'reazzjonijiet kimiċi tal-magni taċ-ċelloli tal-fjuwil tal-idroġenu huma magħmula minn materjali għaljin, bħall-platinu. Mill-inqas sakemm tinbidel b'alternattiva orħos, bħal dik li tissemma fit-TU Berlin.
  • Biex tikseb l-idroġenu, dan għandu jsir permezz ta 'proċessi termokimiċi ta' fjuwils fossili jew permezz ta 'elettroliżi ta' ilma, li teħtieġ konsum ta 'enerġija. Il-kritika ewlenija tal-magni tal-idroġenu, minħabba li l-elettriku jista 'jinħażen direttament fil-batterija ta' vettura elettrika għall-użu.
  • Ladarba jinkiseb l-idroġenu, għandhom jiġu introdotti ġo ċellula jew tank tal-pressjoni. Dan il-proċess jeħtieġ ukoll nefqa addizzjonali għall-enerġija.
  • Il-batteriji tal-idroġenu huma għaljin biex jiġu prodotti u għandhom ikunu dejjiema ħafna biex jifilħu l-pressjonijiet għoljin li bihom irid jinħażen l-idroġenu.

Vantaġġi tal-magni tal-idroġenu

  • Il-batteriji tal-idroġenu huma eħfef mill-batteriji tal-vetturi elettriċi. Huwa għalhekk li l-użu tiegħu fit-trasport tqil qed jiġi investigat bħala alternattiva għat-trakkijiet elettriċi tal-batteriji. Biex ikunu jistgħu jkopru distanzi kbar, huma tqal ħafna.
  • Illum, l-iċċarġjar tal-idroġenu huwa aktar mgħaġġel milli l-iċċarġjar ta 'batterija ta' karozza elettrika.
  • B'differenza mill-vetturi elettriċi tal-batteriji, il-vetturi taċ-ċelloli tal-fjuwil tal-idroġenu ma jeħtiġux batteriji kbar. Għalhekk, jeħtieġ inqas litju jew materjali oħra li jistgħu jkunu fil-qosor. Magni tal-kombustjoni interna tal-idroġenu ma jeħtiġux direttament batteriji tal-litju jew batteriji oħra simili.
  • Iċ-ċelloli tal-fjuwil jistgħu jestendu l-ħajja ta 'karozza. B'differenza mill-batteriji, li huma għaljin biex jiġu sostitwiti minħabba d-daqs u l-kapaċità tagħhom. Il-batteriji assoċjati mal-magni tal-idroġenu huma iżgħar u għalhekk huma inqas għaljin biex jiġu sostitwiti.
  • Meta mqabbla mal-magni tal-fjuwil fossili, il-magni taċ-ċelloli tal-fjuwil tal-idroġenu jużaw muturi elettriċi u għalhekk huma kwieti ħafna.

Awtonomija

kif taħdem magna tal-fjuwil tal-idroġenu

L-iżvantaġġ tal-magni tal-idroġenu huwa li t-tankijiet jew iċ-ċelloli tal-fjuwil tagħhom għandu jkun fihom l-idroġenu fi pressjonijiet għoljin ħafna. Għalhekk, il-punt tal-provvista għandu wkoll jikkonforma mal-pressjoni ta '700 bar li jappoġġja.

Dan jirrikjedi li tinbena infrastruttura ta’ provvista biex tkun tista’ tissupplixxi din it-tip ta’ vettura. Cela dit, għandu l-istess kwistjonijiet bħall-vetturi elettriċi puri. Madankollu, l-operazzjoni ta 'riforniment hija ħafna aktar mgħaġġla minn dawn, peress li hija l-istess bħal vettura LPG jew GLC.

Karozzi attwalment mgħammra b'magni taċ-ċelloli tal-fjuwil tal-idroġenu għandhom firxa simili għall-gażolina. Pereżempju, it-Toyota Mirai ħabbret 650 km b’batterija sħiħa, il-Hyundai Nexo 756 km u l-BMW iX5 Hydrogen 700 km.

Oħrajn bħall-Hopium Machina ħabbru medda ta’ 1.000 km, għalkemm dik iċ-ċifra issa trid tiġi kkonfermata meta sseħħ. Fi kwalunkwe każ, l-awtonomija mhix importanti daqs il-batterija, minħabba li r-riforniment huwa ħafna aktar mgħaġġel. Il-ħaġa li wieħed iżomm f'moħħu huwa n-numru ta 'punti tal-fjuwil.

Huma siguri?

Il-marki ilhom snin jaħdmu fuq din it-tip ta’ magni biex itejbu l-effiċjenza tagħhom, inaqqsu l-ispejjeż u, ovvjament, jagħmluhom sikuri daqs dawk li jaħdmu bil-fjuwils fossili.

Barra minn hekk, l-istandards tas-sikurezza meħtieġa mill-Ewropa, l-Istati Uniti u l-Ġappun huma l-garanzija tas-sikurezza tal-vetturi li jaħdmu bl-idroġenu. M'għandniex xi ngħidu, it-Toyota tħabbar dan it-tank tal-gass tal-Mirai huwa iebes biżżejjed biex ikun bulletproof.

Se naraw jum meta l-karozzi kollha jaħdmu bl-idroġenu? Iż-żmien se juri kollox. Huwa ċar li l-marki jkomplu jinvestu u għandu xi vantaġġi li jagħmluha alternattiva raġonevoli għat-trasport b'emissjonijiet żero.

Nittama li b'din l-informazzjoni tista' titgħallem aktar dwar kif taħdem magna tal-idroġenu, il-karatteristiċi, il-vantaġġi u l-iżvantaġġi tagħha.


Il-kontenut tal-artikolu jaderixxi mal-prinċipji tagħna ta ' etika editorjali. Biex tirrapporta żball ikklikkja hawn.

Kun l-ewwel li tikkummenta

Ħalli l-kumment tiegħek

Your email address mhux se jkun ippubblikat.

*

*

  1. Responsabbli għad-dejta: Miguel Ángel Gatón
  2. Għan tad-dejta: Kontroll SPAM, ġestjoni tal-kummenti.
  3. Leġittimazzjoni: Il-kunsens tiegħek
  4. Komunikazzjoni tad-dejta: Id-dejta ma tiġix ikkomunikata lil partijiet terzi ħlief b'obbligu legali.
  5. Ħażna tad-dejta: Bażi tad-dejta ospitata minn Occentus Networks (UE)
  6. Drittijiet: Fi kwalunkwe ħin tista 'tillimita, tirkupra u tħassar l-informazzjoni tiegħek.