водневий паливний елемент в автомобілях

Ходімо водневий двигун

Уявіть собі автомобіль, який не виділяє диму чи забруднюючих газів під час руху, а замість бензину чи дизеля використовує водень як паливо. Водень уже не є майбутнім, але вже доступний завдяки водневий паливний елемент в автомобілях. Багато людей цікавляться, як це працює і які переваги їх використання.

Тому в цій статті ми розповімо вам про водневий паливний елемент в автомобілях, його характеристики, переваги та багато іншого.

Що таке автомобілі на водневих елементах

водневий паливний елемент в автомобілях

По суті, водневий елемент — це пристрій, який перетворює хімічну енергію, що зберігається у водні, в електричну. Він працює за допомогою процесу, в якому водень поєднується з киснем з повітря для виробництва електроенергії, води та тепла як побічних продуктів. Електрика, що виробляється, може привести в дію електродвигун, який приводить в рух колеса автомобіля, дозволяючи йому рухатися.

Водневий паливний елемент складається з кількох окремих елементів.. Кожна комірка складається з двох електродів, анода та катода, розділених матеріалом, який називається електролітом. На аноді вводиться водень, а на катоді – кисень з повітря. Коли водень контактує з анодом, він розпадається на протони та електрони. Протони рухаються через електроліт до катода, а електрони рухаються по зовнішньому контуру, виробляючи в процесі електрику. На катоді протони, електрони та кисень об’єднуються, утворюючи воду та тепло.

Como роботи

експлуатація водневого автомобіля

Основна відмінність від водневого автомобіля полягає в тому, що Хоча це електричний автомобіль, оскільки у вас є електродвигун, який повністю обертає колеса, він не працює так само. У автомобілі на паливних елементах автомобіль виробляє необхідну електроенергію.

Замість використання акумуляторів для зберігання енергії вони використовують паливні елементи, подібні до портативних електростанцій. Якщо ми проаналізуємо автомобілі з двигуном внутрішнього згоряння, то енергію отримують шляхом спалювання похідних нафти, а у водневих автомобілях водень обробляється для виробництва електроенергії за потреби.

Газоподібний водень (H2) під тиском зберігається в спеціальних резервуарах. Цей елемент доставляється в паливний елемент, де додається кисень з навколишнього повітря для виробництва електроенергії, а вода (H2O) виходить як залишковий продукт. Тому що так, у водневих автомобілів є вихлопні труби, але вони не забруднюють навколишнє середовище, вони виділяють лише водяну пару.

Електроенергія, вироблена паливним елементом, надходить до батареї, і, як і в електромобілі, батарея відповідає за розподіл енергії до електродвигуна автомобіля. Потужність за вимогою також може надходити безпосередньо від паливного елемента до електродвигуна.

Надлишок електроенергії, що накопичується в акумуляторі, а також рекуперація енергії за допомогою рекуперативного гальмування, він зберігається в акумуляторі, що дозволяє механізму паливного елемента працювати навіть без споживання водню.

Перевага та тривалість

як працюють водневі елементи в автомобілях

Коли справа доходить до довговічності, подумайте про автомобіль, що працює на водні, як про традиційний бензиновий або дизельний автомобіль. Як наслідок, водневі паливні елементи в автомобілях розраховані на термін служби звичайного транспортного засобу, з тією ж якістю, довговічністю та надійністю, що й будь-який інший автомобіль.

Основна перевага водневих паливних елементів полягає в тому Вони виробляють електроенергію без викидів шкідливих для навколишнього середовища забруднюючих речовин. Єдиним суттєвим побічним продуктом є вода, через що транспортні засоби на водневих елементах вважаються «нульовими викидами». Крім того, вони пропонують більшу автономність порівняно з традиційними акумуляторами електромобілів, оскільки процес зарядки відбувається швидше та порівнюється із заправкою бака бензину.

Інші переваги використання водневої батареї в автомобілях:

  • Нульові локальні викиди: Єдиним викидом, який виробляється, є водяна пара, яка значною мірою сприяє зменшенню забруднення повітря та якості повітря в міському середовищі.
  • Розширена автономність: транспортні засоби на водневих елементах можуть мати довший пробіг, перш ніж вимагати підзарядки, що робить їх більш придатними для подорожей на далекі відстані.
  • Швидка зарядка: заправка водневого бака може зайняти лише кілька хвилин, подібно до часу, необхідного для заправки бензину.
  • Гнучкість використання: Водневі елементи можна використовувати в різних сферах застосування не лише в транспортних засобах, але й у стаціонарних системах живлення, таких як генератори та системи резервного живлення.
  • Енергоефективність: Водневі паливні елементи можуть бути більш ефективними з точки зору перетворення енергії порівняно зі звичайними двигунами внутрішнього згоряння.
  • Внесок у відновлювану енергетику: Водень, який використовується у водневих паливних елементах, можна виробляти з відновлюваних джерел, таких як сонячна та вітрова енергія, за допомогою процесу, який називається електролізом.

Проблеми водневого елемента в автомобілях

Хоча це правда, що водень є одним із найбільш знакових хімічних елементів у періодичній таблиці через те, як часто він зустрічається, отримати його зовсім не просто.

Водень є абсолютно нешкідливим газом при кімнатній температурі та тиску, але водень сам по собі не існує як предмет колекціонування. У ґрунті немає водню, він також не росте з дерев. Його присутність пов’язана з іншими елементами, які нам потрібні, щоб розділити його: наприклад, вода, H2O, складається з двох атомів водню та одного атома кисню.

Щоб відокремити водень (H2), воду необхідно розділити на електрику за допомогою процесу газифікації, який називається електролізом. Для отримання кисню (O), з одного боку, і чистого водню (H2) для його зберігання, з іншого боку, потрібна велика кількість енергії.

Водень також можна отримати шляхом риформінгу вуглеводнів, газифікації вуглеводнів або біомаси, дрібномасштабного біопродукції бактерій або водоростей і великомасштабного термохімічного циклу (з використанням ядерної або сонячної енергії).

Ще одна з найскладніших проблем, пов'язаних з воднем, - це його зберігання. Це надзвичайно летючий газ із щільністю лише 0,0899 кг/м3, тому тримати цей газ під тиском означає додавати дуже важкі предмети, щоб утримувати його в баку. Завдяки сучасній технології практично неможливо гарантувати втрати, в основному через клапани наповнення/спорожнення.

Крім того, є питання заправки: це нелегко. В Іспанії, де ми зараз маємо нестабільну мережу, є лише сім водневих станцій: дві в Уесці, одна в Сарагосі, одна в Мадриді, одна в Альбасете, одна в Пуертольяно, одна в Севільї. У 2017 році передбачалося, що до 20 року може бути 2020 водневих заводів, але реальність зовсім інша.

Я сподіваюся, що завдяки цій інформації ви зможете дізнатися більше про водневі паливні елементи в автомобілях та їхні характеристики.


Залиште свій коментар

Ваша електронна адреса не буде опублікований. Обов'язкові для заповнення поля позначені *

*

*

  1. Відповідальний за дані: Мігель Анхель Гатон
  2. Призначення даних: Контроль спаму, управління коментарями.
  3. Легітимація: Ваша згода
  4. Передача даних: Дані не передаватимуться третім особам, за винятком юридичних зобов’язань.
  5. Зберігання даних: База даних, розміщена в мережі Occentus Networks (ЄС)
  6. Права: Ви можете будь-коли обмежити, відновити та видалити свою інформацію.