Sel bahan api dalam kereta penumpang sudah menguntungkan?
Содержание
Sehingga baru-baru ini, teknologi sel bahan api hanya tersedia untuk aplikasi bukan komersial. Ia digunakan, sebagai contoh, dalam penerbangan angkasa, dan kos yang besar untuk menghasilkan 1 kW tenaga boleh dikatakan tidak termasuk penggunaannya pada skala yang lebih besar. Walau bagaimanapun, ciptaan itu, yang direka oleh William Grove, akhirnya menemui aplikasi yang meluas. Baca tentang sel hidrogen dan lihat jika anda mampu membeli kereta dengan pek kuasa sedemikian!
Apakah sel bahan api?
Ia adalah satu set dua elektrod (anod negatif dan katod positif) yang dipisahkan oleh membran polimer. Sel mesti menjana elektrik daripada bahan api yang dibekalkan kepada mereka. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa, tidak seperti sel bateri tradisional, mereka tidak perlu dibekalkan dengan elektrik terlebih dahulu, dan sel bahan api itu sendiri tidak memerlukan pengecasan. Intinya adalah untuk membekalkannya dengan bahan api, yang dalam peranti yang dibincangkan terdiri daripada hidrogen dan oksigen.
Sel Bahan Api - Reka Bentuk Sistem
Kenderaan sel bahan api memerlukan tangki hidrogen. Ia adalah daripada mereka bahawa unsur ini memasuki elektrod, di mana elektrik dijana. Sistem ini biasanya juga dilengkapi dengan unit pusat dengan penukar. Ia menukarkan arus terus kepada arus ulang alik, yang boleh digunakan untuk menggerakkan motor elektrik. Dialah yang menjadi nadi kereta, menarik kuasanya daripada unit semasa.
Sel bahan api dan prinsip operasi
Untuk sel bahan api menjana elektrik, tindak balas kimia diperlukan. Untuk melakukan ini, molekul hidrogen dan oksigen dari atmosfera dibekalkan kepada elektrod. Hidrogen yang diberikan kepada anod adalah punca penciptaan elektron dan proton. Oksigen dari atmosfera memasuki katod dan bertindak balas dengan elektron. Membran polimer separa telap menghantar proton hidrogen positif ke katod. Di sana mereka bergabung dengan anion oksida, mengakibatkan pembentukan air. Sebaliknya, elektron yang terdapat pada anod melalui litar elektrik untuk menghasilkan elektrik.
Sel bahan api - aplikasi
Di luar industri automotif, sel bahan api mempunyai banyak aplikasi. Ia boleh digunakan sebagai sumber elektrik di tempat-tempat tanpa akses percuma ke sesalur kuasa. Di samping itu, sel jenis ini berfungsi dengan baik di kapal selam atau stesen angkasa di mana tiada akses kepada udara atmosfera. Selain itu, sel bahan api menguasai robot mudah alih, peralatan rumah dan sistem kuasa kecemasan.
Sel bahan api - kelebihan dan kekurangan teknologi
Apakah kelebihan sel bahan api? Ia membekalkan tenaga bersih tanpa kesan negatif terhadap alam sekitar. Tindak balas menghasilkan elektrik dan air (biasanya dalam bentuk wap). Di samping itu, dalam situasi kecemasan, contohnya, semasa letupan atau membuka tangki, hidrogen, kerana jisimnya yang kecil, melarikan diri secara menegak dan terbakar dalam lajur api yang sempit. Sel bahan api juga menonjol dari segi kecekapan kerana ia mencapai hasil dalam julat 40-60%. Ini adalah tahap yang tidak boleh dicapai untuk kebuk pembakaran, dan mari kita ingat bahawa parameter ini masih boleh dipertingkatkan.
Unsur hidrogen dan keburukannya
Sekarang beberapa perkataan tentang kekurangan penyelesaian ini. Hidrogen adalah unsur yang paling banyak di Bumi, tetapi ia membentuk sebatian dengan unsur lain dengan sangat mudah. Tidak mudah untuk mendapatkannya dalam bentuk tulen dan memerlukan proses teknologi khas. Dan yang ini (sekurang-kurangnya buat masa ini) sangat mahal. Apabila ia datang kepada sel bahan api hidrogen, harganya, malangnya, tidak menggalakkan. Anda boleh memandu sejauh 1 kilometer walaupun 5-6 kali lebih banyak daripada dalam kes motor elektrik. Masalah kedua ialah kekurangan infrastruktur untuk mengisi minyak hidrogen.
Kenderaan sel bahan api - contoh
Bercakap tentang kereta, berikut adalah beberapa model yang berjaya menjalankan sel bahan api. Salah satu kenderaan sel bahan api yang paling popular ialah Toyota Mirai. Ini adalah mesin dengan tangki dengan kapasiti lebih daripada 140 liter. Ia dilengkapi dengan bateri tambahan untuk menyimpan tenaga semasa pemanduan santai. Pengilang mendakwa model Toyota ini boleh bergerak sejauh 700 kilometer di satu stesen minyak. Mirai mempunyai kuasa 182 hp.
Kenderaan sel bahan api lain yang diperlukan untuk menjana elektrik termasuk:
- Lexus LF-FC;
- Honda FCX Clarity;
- Nissan X-Trail FCV (kenderaan sel bahan api);
- Toyota FCHV (kenderaan hibrid sel bahan api);
- sel bahan api Hyundai ix35;
- Bas elektrik sel bahan api Ursus City Smile.
Adakah sel hidrogen mempunyai peluang untuk membuktikan dirinya dalam industri automotif? Teknologi untuk menjana elektrik daripada sel bahan api bukanlah sesuatu yang baru. Walau bagaimanapun, sukar untuk mempopularkannya di kalangan kereta penumpang tanpa proses teknologi yang murah untuk mendapatkan hidrogen tulen. Walaupun kenderaan sel bahan api mula dijual kepada orang ramai, mereka mungkin masih ketinggalan dari segi keberkesanan kos untuk pemandu biasa. Oleh itu, kenderaan elektrik tradisional nampaknya masih menjadi pilihan yang paling menarik.
