Pilele de combustibil din mașinile sunt deja profitabile?
Conținut
Până de curând, tehnologia celulelor de combustie era disponibilă doar pentru aplicații necomerciale. A fost folosit, de exemplu, în zborurile spațiale, iar costul uriaș al producerii a 1 kW de energie a exclus practic utilizarea sa la scară mai mare. Cu toate acestea, invenția, concepută de William Grove, a găsit în cele din urmă o aplicație largă. Citiți despre celulele cu hidrogen și vedeți dacă vă puteți permite o mașină cu un astfel de pachet de energie!
Ce este o celulă de combustibil?
Este un set de doi electrozi (anod negativ și catod pozitiv) separați de o membrană polimerică. Celulele trebuie să genereze energie electrică din combustibilul care le este furnizat. Este important de reținut că, spre deosebire de bateriile tradiționale, acestea nu trebuie să fie alimentate cu energie electrică în prealabil, iar pila de combustibil în sine nu necesită încărcare. Ideea este să-l alimentezi cu combustibil, care în dispozitivele aflate în discuție constă din hidrogen și oxigen.
Pile de Combustie - Proiectare Sistem
Vehiculele cu celule de combustibil necesită rezervoare de hidrogen. Din ei acest element intră în electrozi, unde se generează electricitate. Sistemul este, de obicei, echipat cu o unitate centrală cu un convertor. Acesta transformă curentul continuu în curent alternativ, care poate fi folosit pentru a alimenta un motor electric. El este inima mașinii, care își extrage puterea din unitățile actuale.
Pile de combustie și principiul de funcționare
Pentru ca o celulă de combustie să genereze electricitate, este necesară o reacție chimică. Pentru a face acest lucru, moleculele de hidrogen și oxigen din atmosferă sunt furnizate electrozilor. Hidrogenul emis către anod este cauza creării de electroni și protoni. Oxigenul din atmosferă intră în catod și reacționează cu electronii. Membrana polimerică semi-permeabilă furnizează protoni de hidrogen pozitivi către catod. Acolo se combină cu anioni de oxizi, rezultând formarea apei. Pe de altă parte, electronii prezenți la anod trec prin circuitul electric pentru a produce electricitate.
Pile de combustie - aplicare
În afara industriei auto, celula de combustibil are multe aplicații. Poate fi folosit ca sursă de energie electrică în locuri fără acces liber la rețea. În plus, celulele de acest tip funcționează bine în submarine sau stații spațiale unde nu există acces la aerul atmosferic. În plus, celulele de combustie alimentează roboții mobili, aparatele electrocasnice și sistemele de alimentare de urgență.
Pile de combustie - avantajele și dezavantajele tehnologiei
Care sunt avantajele unei celule de combustibil? Oferă energie curată, fără impact negativ asupra mediului. Reacția produce energie electrică și apă (de obicei sub formă de abur). În plus, în situații de urgență, de exemplu, în timpul unei explozii sau deschiderii unui rezervor, hidrogenul, datorită masei sale mici, scapă pe verticală și arde într-o coloană îngustă de foc. Pila de combustie iese in evidenta si din punct de vedere al eficientei deoarece atinge rezultate in intervalul 40-60%. Acesta este un nivel de neatins pentru camerele de ardere și să ne amintim că acești parametri pot fi încă îmbunătățiți.
Elementul hidrogen și dezavantajele acestuia
Acum câteva cuvinte despre deficiențele acestei soluții. Hidrogenul este cel mai abundent element de pe Pământ, dar formează foarte ușor compuși cu alte elemente. Nu este ușor de obținut în forma sa pură și necesită un proces tehnologic special. Și acesta (cel puțin deocamdată) este foarte scump. Când vine vorba de o pilă de combustie cu hidrogen, prețul, din păcate, nu este încurajator. Puteți conduce 1 kilometru chiar și de 5-6 ori mai mult decât în cazul unui motor electric. A doua problemă este lipsa infrastructurii pentru realimentarea cu hidrogen.
Vehicule cu celule de combustibil - exemple
Apropo de mașini, iată câteva modele care rulează cu succes celulele de combustie. Unul dintre cele mai populare vehicule cu celule de combustibil este Toyota Mirai. Aceasta este o mașină cu rezervoare cu o capacitate de peste 140 de litri. Este echipat cu baterii suplimentare pentru a stoca energie în timpul conducerii lejer. Producătorul susține că acest model Toyota poate parcurge 700 de kilometri cu o benzinărie. Mirai are o putere de 182 CP.
Alte vehicule cu celule de combustibil necesare pentru a genera electricitate includ:
- Lexus LF-FC;
- Honda FCX Clarity;
- Nissan X-Trail FCV (vehicul cu celule de combustibil);
- Toyota FCHV (vehicul hibrid cu pile de combustibil);
- celula de combustibil Hyundai ix35;
- Autobuz electric cu celule de combustibil Ursus City Smile.
Are celula de hidrogen șansa de a se dovedi în industria auto? Tehnologia de generare a energiei electrice din celulele de combustie nu este nouă. Cu toate acestea, este dificil să-l popularizezi printre mașinile de pasageri fără un proces tehnologic ieftin pentru obținerea hidrogenului pur. Chiar dacă vehiculele cu celule de combustie sunt puse în vânzare publicului larg, acestea pot rămâne în urmă în ceea ce privește eficiența costurilor pentru șoferul obișnuit. Prin urmare, vehiculele electrice tradiționale par a fi în continuare cea mai interesantă opțiune.
