Ջրածնային փոխադրամիջոցի շահագործում (վառելիքի բջիջ)

 

Էլեկտրական մեքենաների շահագործման մեկ այլ այլընտրանք՝ ջրածնային լուծույթը, վաղուց ուսումնասիրվել է գերմանացիների և ճապոնացիների կողմից։ Եվրոպան, որը Tesla-ն համարում է անկայուն, այնուամենայնիվ որոշում է փաթեթ դնել այս տեխնոլոգիայի վրա (գլոբալ մասշտաբով, և ոչ միայն մեքենաների շարժման նպատակով): Այսպիսով, եկեք տեսնենք, թե ինչպես է աշխատում ջրածնային մեքենան, որն, հետևաբար, պարզապես էլեկտրական մեքենայի տարբերակ է:

Տես նաեւ

• Արդյո՞ք ջրածնային մեքենան կենսունակ է:
• Որո՞նք են վառելիքի բջիջների առավելություններն ու թերությունները

Ջրածնային մեքենաների մի քանի տեսակներ

Թեև ներկայիս տեխնոլոգիան նախատեսված է այն մեքենաների համար, որոնք օգտագործում են վառելիքի բջիջներ էլեկտրական շարժիչները սնուցելու համար, ջրածինը կարող է օգտագործվել նաև փոխադարձ այրման մեքենաներում: Դա իսկապես գազ է, որը կարող է օգտագործվել նույն կերպ, ինչ մեր մեքենաներում արդեն իսկ օգտագործվող LPG-ն և CNG-ը: Այնուամենայնիվ, այս գաղափարը լքվեց, մխոցային շարժիչը իսկապես ավելի համահունչ է ժամանակին ...

Ահա Toyota Mirai-ն աշխատում է ջրածնով: Այն վաճառվում է ԱՄՆ-ում, այն հասանելի չէ Ֆրանսիայում, քանի որ այնտեղ չկա ջրածնի բաշխման կետ ... Ուշանալով էլեկտրական տերմինալներից, մենք արդեն ետ ենք մնում ջրածնից:

Գործունեության սկզբունքը

Եթե ​​համակարգը մեկ նախադասությամբ ամփոփեինք, կասեիэто էլեկտրական շարժիչ ով հետ քայլում է carburant չաղտոտող (շահագործման մեջ, ոչ արտադրության մեջ): Մարտկոցը վարդակից և հետևաբար էլեկտրականությամբ լիցքավորելու փոխարեն մենք այն լցնում ենք հեղուկով։ Ահա թե ինչու մենք անվանում ենք վառելիքի բջիջների համակարգ (դա

կուտակել

որն աշխատում է վառելիքով, որը

սպառված

et

անհետանում է տանկից

) Իրականում, էլեկտրական շարժիչի միակ տարբերությունը էներգիայի կուտակումն է, այստեղ ոչ թե քիմիական, այլ հեղուկ ձևով:

Ուստի հարկ է նշել, որ մարտկոցը լիցքաթափված է՝ ի տարբերություն լիթիումի կամ նույնիսկ կապարի մարտկոցի (տես հղումները՝ տեսնելու, թե ինչպես են դրանք աշխատում):

Գործընթացի քարտեզ

Ջրածին = հիբրիդ?

Գրեթե… Իրոք, նրանք համակարգված ունեն լրացուցիչ լիթիումային մարտկոց, որի օգտակարությունը ես կբացատրեմ ստորև: Հետևաբար, հնարավոր է աշխատել միայն ջրածնի վրա՝ օգտագործելով միայն սովորական մարտկոց, կամ նույնիսկ երկուսը միաժամանակ։

Բաղադրիչներ

Ջրածնի բաք

Մենք ունենք տանկ, որը կարող է պահել 5-ից 10 կգ ջրածին, իմանալով, որ յուրաքանչյուր կգ-ը պարունակում է 33.3 կՎտժ էներգիա (համեմատած էլեկտրական մեքենաների հետ, որոնք ունեն 35-ից 100 կՎտժ): Տանկն առանձնանում է հատուկ տեխնիկայով և ուժով՝ դիմակայելու ներքին ճնշումներին 350-ից մինչև 700 բար:

Վառելիքային էլեմենտ

Վառելիքի բջիջը էներգիա կհաղորդի մեքենայի էլեկտրական շարժիչին, ինչպես սովորական լիթիումային մարտկոցը: Այնուամենայնիվ, նա վառելիքի կարիք ունի, այն է, որ ջրածինը տանկից: Այն պատրաստված է շատ թանկարժեք պլատինից, բայց ամենաժամանակակից մոդիֆիկացիաներում այն ​​բացառվում է։

Բուֆերային մարտկոց

Դա պարտադիր չէ, բայց դա ստանդարտ է ջրածնային մեքենաների համար: Իրոք, այն ծառայում է որպես պահեստային մարտկոց, հզորության ուժեղացուցիչ (կարելի է աշխատել վառելիքի բջիջի հետ զուգահեռ), բայց նաև և, առաջին հերթին, ծառայում է կինետիկ էներգիայի վերականգնմանը դանդաղեցման և արգելակման ժամանակ:

Էլեկտրական էլեկտրոնիկա

Իմ վերին գծապատկերում ցուցադրված չէ, էլեկտրաէներգիայի էլեկտրոնիկան վերահսկում է, ընդհատում և ուղղում (փոխակերպում AC-ի և DC-ի միջև) տարբեր հոսանքները, որոնք հոսում են մեքենայի տարբեր բաղադրիչներով:

Վառելիքի լիցքավորում

Վառելիքի բջիջների շահագործում. կատալիզ

Նպատակը ջրածնից էլեկտրոններ (էլեկտրականություն) հանելն է՝ դրանք էլեկտրական շարժիչ ուղարկելու համար։ Այս ամենը կատարվում է վերահսկվող էլեկտրաքիմիական ռեակցիայի միջոցով, որը բաժանում է էլեկտրոնները մի կողմից (դեպի շարժիչը) և պրոտոնները մյուս կողմից (վառելիքի բջիջում): Ամբողջ հանդիպումն ավարտվում է կաթոդում, որտեղ էլ ավարտվում է ռեակցիան՝ վերջնական «խառնուրդը» ջուր է տալիս, որը դուրս է մղվում համակարգից (արտանետում):

Ահա կատալիզի գծապատկերը, որը բաղկացած է ջրածնից էլեկտրաէներգիայի արդյունահանումից (էլեկտրոլիզի հակառակը):

Այստեղ մենք տեսնում ենք վառելիքի բջիջի աշխատանքը, մասնավորապես կատալիզացման ֆենոմենը:

Ջրածինը H2 (այսինքն՝ երկու ջրածնի H ատոմներ՝ սոսնձված միասին՝ երկջրածին) անցնում է ձախից աջ: Անոդին մոտենալով՝ կորցնում է իր միջուկը (պրոտոն), որը կծծվի (օքսիդացման ֆենոմենի պատճառով)։ Այնուհետև էլեկտրոնները կշարունակեն իրենց ճանապարհը դեպի աջ, որպեսզի հետագայում օգտագործեն էլեկտրական շարժիչը:

Իր հերթին, մենք նորից հավաքում ենք ամեն ինչ՝ կաթոդի կողմից ներարկելով O2 (օդից թթվածին կոմպրեսորի շնորհիվ), ինչը բնականաբար թույլ կտա ջրի մոլեկուլ ձևավորել (որը կատալիզացնելու է բոլոր տարրերը մեկ ամբողջության մեջ): մոլեկուլ, որը Hs-ի և Os-ի համակցություն է):

Քիմիական/ֆիզիկական ռեակցիաների ամփոփում

ԱՆՈԴ Անոդում ջրածնի ատոմը կիսով չափ «կտրված է» (H2 = 2e- + 2H+) Միջուկը (H+ իոն) իջնում ​​է դեպի կաթոդ, մինչդեռ էլեկտրոնները (e-) շարունակում են իրենց ճանապարհը էլեկտրոլիտի միջով անցնելու անկարողության պատճառով (անոդի և կաթոդի միջև ընկած տարածությունը):

ԿԱԹՈԴ: կաթոդի վրա մենք տեսնում ենք հակադարձ (տարբեր ձևերով) H + իոններ և e- էլեկտրոններ: Այնուհետև բավական է ներդնել թթվածնի ատոմներ, որպեսզի այս բոլոր տարրերը ցանկանան հավաքվել, որն այնուհետև հանգեցնում է ջրի մոլեկուլի ստեղծմանը, որը բաղկացած է երկու ջրածնի ատոմից և մեկ թթվածնի ատոմից: Ցանկացած բանաձև. 2e- + 2H+ + O2 = H2O

Բերքահավաք?

Եթե ​​հաշվի առնենք միայն ինքնին մեքենան, մասնավորապես տանկի արդյունավետությունը մինչև անիվների ծայրը (նյութի վերափոխում / մեխանիկական ամրացում), մենք այստեղ 50% -ից մի փոքր ցածր ենք: Իրոք, մարտկոցն ունի մոտ 50% արդյունավետություն, իսկ էլեկտրական շարժիչը մոտ 90%: Հետեւաբար, մենք նախ ունենք 50% զտում, իսկ հետո 10%:

Եթե ​​հաշվի առնենք էլեկտրաէներգիա արտադրող էլեկտրակայանի արդյունավետությունը, ապա նախքան ջրածին արտադրելը կամ նույնիսկ էլեկտրաէներգիա բաշխելը (լիթիումի դեպքում), մենք ունենք 25% ջրածնի և 70% էլեկտրաէներգիայի համար (մոտավորապես միջին, ակնհայտորեն):

Կարդացեք ավելին բերքատվության մասին այստեղ:

Տարբերությունը ջրածնային մեքենայի և լիթիումի մարտկոցով էլեկտրական մեքենայի միջև:

Մեքենաները լրիվ նույնն են, բացառությամբ իրենց «էներգիայի բաքի»։ Հետևաբար, դրանք էլեկտրական մեքենաներ են, որոնք օգտագործում են ռոտոր-ստատոր շարժիչներ (ինդուկցիոն, մշտական ​​մագնիսներ կամ նույնիսկ դժկամություն):

Եթե ​​լիթիումային մարտկոցը նույնպես աշխատում է իր ներսում քիմիական ռեակցիայի պատճառով (ռեակցիան, որը բնականաբար էլեկտրաէներգիա է արտադրում. ավելի ճիշտ՝ էլեկտրոններ), դրանից ոչինչ դուրս չի գալիս, կա միայն ներքին փոխակերպում։ Իր սկզբնական վիճակին վերադառնալու համար (վերալիցքավորում) բավական է անցնել հոսանքը (միացնել հատվածին) և քիմիական ռեակցիան նորից կսկսվի հակառակ ուղղությամբ։ Խնդիրն այն է, որ ժամանակ է պահանջվում նույնիսկ սուպերլիցքավորիչների դեպքում:

Ջրածնային շարժիչի համար, որը դասական էլեկտրական շարժիչ է, որը սնուցվում է վառելիքի մարտկոցով (այսինքն՝ ջրածնով), մարտկոցը քիմիական ռեակցիայի ժամանակ սպառում է ջրածին։ Այն դատարկվում է արտանետման միջոցով, որը հեռացնում է ջրի գոլորշին (քիմիական ռեակցիայի արդյունք)։

Հետեւաբար, տրամաբանական տեսանկյունից մենք կարող էինք ցանկացած էլեկտրական մեքենա հարմարեցնել ջրածնային մեքենային, բավական է լիթիումային մարտկոցը փոխարինել վառելիքի մարտկոցով։ Այսպիսով, ձեր ընկալմամբ, «ջրածնային շարժիչը» պետք է դիտարկել հիմնականում որպես էլեկտրական շարժիչ (տես, թե ինչպես է այն աշխատում այստեղ): Պարտադիր չէ, որ դա մոտենա նրան, քանի որ նա լիցքավորում է որպես սուբյեկտ:

Քիմիական ռեակցիան այս դեղահաբի սրտում առաջացնում է շոգ- ից էլեկտրականություն (այն, ինչ մեզ անհրաժեշտ է էլեկտրական շարժիչի համար) և ջուր.

Ինչու ոչ ամենուր:

Ջրածնի հիմնական տեխնիկական խնդիրը պահեստավորման անվտանգությունն է։ Իրականում, ինչպես LPG-ն, այս վառելիքը վտանգավոր է, քանի որ այն դառնում է խիստ դյուրավառ, երբ ենթարկվում է օդի (և դա դեռ ամենը չէ): Այսպիսով, խնդիրը ոչ միայն մեքենան վառելիքով լցնելն է, այլև բաք ունենալն այնքան ամուր, որ դիմանա ցանկացած վթարի։ Իհարկե, հավելյալ ծախսերը նույնպես մեծ քաշքշուկ են, և թվում է, թե այն ավելի քիչ կենսունակ է, քան լիթիում-իոնային մարտկոցը, որի արժեքը կտրուկ նվազում է:

Վերջապես, արտադրության և բաշխման ցանցն աշխարհում շատ թույլ է զարգացած, և կառավարությունները ցանկանում են էլեկտրոլիզի միջոցով ջրածին արտադրել՝ օգտագործելով վերականգնվող էներգիայի աղբյուրներ (շատ փորձագետներ խոսում են ուտոպիստական ​​սխեմայի մասին, որը հնարավոր չէ իրականացնել մեր «հանկարծակի» իրականության մեջ):

Ի վերջո, ավելի շատ հավանականություն կա, որ սովորական էլեկտրաէներգիան կլինի ապագայի ընտրված լուծումը, այլ ոչ թե ջրածինը, որը կօգտագործվի անհատական ​​շարժունակությունից դուրս մի շարք ծրագրերի համար:

Բոլոր մեկնաբանություններն ու արձագանքները

Դերնյեր մեկնաբանությունը տեղադրված է ՝

Բեռնարդ (Ամսաթիվ ՝ 2021, 09:23:14)

բարեւ,

Շնորհակալություն այս ուժեղ և հետաքրքիր գաղափարների համար: Ես կհեռանամ կայքը իմ հին ուղեղում նոր կայծոռիկով։

Անձամբ ես զարմացած եմ, որ բացի այն, ինչ գիտեմ միջուկային սուզանավերի մասին, ոչ ոք ճանապարհի համար անթերի շարժիչ չի մշակել։ Դա իսկապես այն մեկն էր, որը Philips-ը ներկայացրեց 1971 թվականին Բրյուսելի ավտոսրահում, 200 ձիաուժ հզորությամբ: երկու մխոցների վրա:

Ֆիլիպսն իր աշխատանքը սկսել է 1937-1938 թվականներին և վերսկսել այն 1948 թվականին։

1971 թվականին նրանք պահանջում էին մի քանի հարյուր ձիաուժ մեկ մխոց: Այդ ժամանակվանից ես ոչինչ չեմ կարողացել գտնել... Իհարկե, Գաղտնի պաշտպանություն:

Ինչ վերաբերում է գազատուրբինային շարժիչներին:

Ձեր լապտերները կարող են մի քիչ ջուր ավելացնել իմ մտածողության ջրաղացին:

Շնորհակալություն ձեր գիտելիքների և առաջխաղացման համար:

Իլ J.. 1 արձագանք (ներ) այս մեկնաբանությանը.

• Admin ԿԱՅՔԻ ՎԱՐՉԱՊԵՏ (2021-09-27 11:40:25): Սա շատ զվարճալի է կարդալը, շնորհակալություն:

  Ես այնքան էլ չգիտեմ այս տեսակի շարժիչի մասին, որպեսզի դատեմ, հավանաբար ծախսերի, չափերի, բարդ սպասարկման, միջին արդյունավետության պատճառով:

  Չմոռանալով, որ անհրաժեշտ է ունենալ այնպիսի լուծույթ, որը թույլ կտա գազը տաքացնել, և հետևաբար դրա կիրառումը սովորական հանրային մեքենայի վրա պոտենցիալ վտանգավոր է (և որ այն ժամանակի ընթացքում մշտական ​​կլինի):

  Մի խոսքով, ես կասկածում եմ, որ ավելի ճշգրիտ և վստահ պատասխանի հույս ունեիք... Ներողություն։

(Ձեր գրառումը տեսանելի կլինի մեկնաբանության տակ ՝ հաստատումից հետո)

Գրեք մեկնաբանություն

Էլեկտրական E բանաձեւով դուք կգտնեք, որ.