წყალბადის მანქანის მართვა (საწვავის უჯრედი)

 

ელექტრო მანქანების მუშაობის კიდევ ერთი ალტერნატივა, წყალბადის ხსნარი, დიდი ხანია შეისწავლეს გერმანელებმა და იაპონელებმა. ევროპა, რომელსაც Tesla არასტაბილურად თვლის, მიუხედავად ამისა, გადაწყვეტს ამ ტექნოლოგიის პაკეტის დაყენებას (გლობალური მასშტაბით, არა მხოლოდ მანქანების ძრავის მიზნით). მოდით შევხედოთ როგორ მუშაობს წყალბადის მანქანა, რომელიც, შესაბამისად, მხოლოდ ელექტრომობილის ვარიანტია.

აგრეთვე იხილე:

• წყალბადის მანქანა სიცოცხლისუნარიანია?
• რა არის საწვავის უჯრედის დადებითი და უარყოფითი მხარეები

წყალბადის მანქანების რამდენიმე სახეობა

მიუხედავად იმისა, რომ ამჟამინდელი ტექნოლოგია განკუთვნილია მანქანებისთვის, რომლებიც იყენებენ საწვავის უჯრედებს ელექტროძრავების გასაძლიერებლად, წყალბადი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას შიდა წვის სატრანსპორტო საშუალებებში. ეს ნამდვილად არის გაზი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ისევე, როგორც LPG და CNG უკვე გამოყენებული ჩვენს მანქანებში. თუმცა, ეს იდეა მიტოვებული იყო, დგუშის ძრავა ნამდვილად უფრო შეესაბამება დროს ...

აი, წყალბადით მომუშავე Toyota Mirai. აშშ-ში იყიდება, საფრანგეთში არ არის, რადგან იქ წყალბადის გამანაწილებელი პუნქტი არ არის... ელექტრული ტერმინალებით დაგვიანებით უკვე წყალბადით ჩამოვრჩებით!

ოპერაციის პრინციპი

სისტემის ერთ წინადადებაში შეჯამება რომ მოგვიწიოს, ამას ვიტყოდიამ ელექტროძრავა ვინც დადის carburant არადამაბინძურებელი (მუშაობაში, არა წარმოებაში). იმის ნაცვლად, რომ ბატარეა დამტენით და შესაბამისად ელექტროენერგიით დავტენოთ, მას სითხით ვავსებთ. ამიტომ ჩვენ ვუწოდებთ საწვავის უჯრედების სისტემას (ეს არის

დაგროვება

რომელიც მუშაობს საწვავზე რომ

მოხმარებული

et

ქრება ტანკიდან

). სინამდვილეში, ერთადერთი განსხვავება ელექტროძრავასთან არის ენერგიის შენახვა, აქ თხევადი და არა ქიმიური ფორმით.

აქედან გამომდინარე, უნდა აღინიშნოს, რომ ბატარეა იხსნება, განსხვავებით ლითიუმის ან თუნდაც ტყვიის მჟავა ბატარეისგან (იხილეთ ბმულები იმის გასარკვევად, თუ როგორ მუშაობს ისინი).

პროცესის რუკა

წყალბადი = ჰიბრიდი?

თითქმის... მართლაც, სისტემატურად აქვთ დამატებითი ლითიუმის ბატარეა, რომლის სარგებლიანობას ქვემოთ აგიხსნით. აქედან გამომდინარე, შესაძლებელია მხოლოდ წყალბადზე მუშაობა, მხოლოდ ჩვეულებრივი ბატარეის გამოყენებით, ან თუნდაც ორივე ერთდროულად.

კომპონენტები

წყალბადის ავზი

ჩვენ გვაქვს ავზი, რომელსაც შეუძლია 5-დან 10 კგ წყალბადის შენახვა, რადგან ვიცით, რომ ყოველი კილოგრამი შეიცავს 33.3 კვტ/სთ ენერგიას (ელექტრო მანქანებთან შედარებით, რომლებსაც აქვთ 35-დან 100 კვტ/სთ-მდე). ავზი არის სპეციალურად შექმნილი და გამძლე, რათა გაუძლოს შიდა წნევას 350-დან 700 ბარამდე.

საწვავის უჯრედი

საწვავის უჯრედი ენერგიას მიაწვდის მანქანის ელექტროძრავას, ისევე როგორც ჩვეულებრივი ლითიუმის ბატარეა. თუმცა მას სჭირდება საწვავი, კერძოდ წყალბადი ავზიდან. იგი დამზადებულია ძალიან ძვირადღირებული პლატინისგან, მაგრამ ყველაზე თანამედროვე ვერსიებში ის მის გარეშეც ხდება.

ბუფერული ბატარეა

ეს არ არის საჭირო, მაგრამ ეს არის სტანდარტი წყალბადის მანქანებისთვის. მართლაც, ის ემსახურება როგორც სარეზერვო ბატარეას, დენის გამაძლიერებელს (შეიძლება იმუშაოს საწვავის უჯრედთან პარალელურად), მაგრამ ასევე და უპირველეს ყოვლისა, ემსახურება კინეტიკური ენერგიის აღდგენას შენელებისა და დამუხრუჭების დროს.

დენის ელექტრონიკა

არ არის ჩამოთვლილი ჩემს ზედა დიაგრამაზე, ელექტრული ელექტრონიკა აკონტროლებს, წყვეტს და ასწორებს (აკონვერტირება AC და DC დენებს შორის) სხვადასხვა დენებს, რომლებიც მიედინება მანქანის სხვადასხვა კომპონენტებში.

საწვავის შევსება

საწვავის უჯრედის მუშაობა: კატალიზი

მიზანია წყალბადიდან ელექტრონების (ელექტროენერგიის) ამოღება, რათა ისინი ელექტროძრავაში გაგზავნონ. ეს ყველაფერი კეთდება კონტროლირებადი ელექტროქიმიური რეაქციის საშუალებით, რომელიც ჰყოფს ელექტრონებს ერთ მხარეს (ძრავისკენ) და პროტონებს მეორეზე (საწვავის უჯრედში). მთელი შეხვედრა მთავრდება კათოდზე, სადაც მთავრდება რეაქცია: საბოლოო „ნარევი“ იძლევა წყალს, რომელიც ამოტუმბულია სისტემიდან (გამონაბოლქვი).

აქ მოცემულია კატალიზის დიაგრამა, რომელიც არის წყალბადიდან ელექტროენერგიის მოპოვება (უკუ ელექტროლიზი).

აქ ჩვენ ვხედავთ საწვავის უჯრედის ფუნქციონირებას, კერძოდ კატალიზის ფენომენს.

წყალბადი H2 (ანუ ორი წყალბადის H ატომი ერთმანეთზე შეკრული: დიწყალბადი) მიდის მარცხნიდან მარჯვნივ. ანოდთან მიახლოებისას ის კარგავს თავის ბირთვს (პროტონს), რომელიც შეიწოვება (ჟანგვის ფენომენის გამო). შემდეგ ელექტრონები გააგრძელებენ გზას მარჯვნივ, რათა შემდგომ გამოიყენონ ელექტროძრავა.

თავის მხრივ, ჩვენ ვაგროვებთ ყველაფერს კათოდის მხარეს O2 (ჰაერიდან ჟანგბადი კომპრესორის წყალობით) ინექციით, რაც ბუნებრივად საშუალებას მისცემს წყლის მოლეკულის წარმოქმნას (რომელიც ყველა ელემენტს ერთიან მთლიანობაში კატალიზდება). მოლეკულა, რომელიც არის Hs და Os-ის კრებული).

ქიმიური/ფიზიკური რეაქციების შეჯამება

ANOD : ანოდზე წყალბადის ატომი "იჭრება" შუაზე (H2 = 2e- + 2H+). ბირთვი (H + იონი) ეშვება კათოდისკენ, ხოლო ელექტრონები (e-) აგრძელებენ გზას ელექტროლიტის (ანოდსა და კათოდს შორის სივრცე) გავლის შეუძლებლობის გამო.

კათოდი: კათოდზე ვხედავთ საპირისპირო (სხვადასხვა გზით) იონებს H + და e- ელექტრონებს. შემდეგ საკმარისია ჟანგბადის ატომების შეყვანა ისე, რომ ყველა ამ ელემენტს მოუნდეს შეგროვება, რაც შემდეგ იწვევს წყლის მოლეკულის შექმნას, რომელიც შედგება ორი წყალბადის ატომისა და ერთი ჟანგბადის ატომისგან. ან ფორმულა: 2e- + 2H+ + O2 = H2O

მოსავალი ?

თუ გავითვალისწინებთ მხოლოდ თავად მანქანას, კერძოდ, ავზის ეფექტურობას ბორბლების ბოლომდე (მასალის ტრანსფორმაცია / მექანიკური გამაგრება), ჩვენ აქ ვართ 50% -ზე ოდნავ დაბლა. მართლაც, ბატარეას აქვს ეფექტურობა დაახლოებით 50%, ხოლო ელექტროძრავას - დაახლოებით 90%. აქედან გამომდინარე, ჯერ გვაქვს 50% გაფილტვრა, შემდეგ კი 10%.

თუ გავითვალისწინებთ ელექტროსადგურის ეფექტურობას, რომელიც გამოიმუშავებს ენერგიას, მაშინ წყალბადის წარმოებამდე ან თუნდაც ელექტროენერგიის განაწილებამდე (ლითიუმის შემთხვევაში) გვაქვს წყალბადის 25% და ელექტროენერგიის 70% (დაახლოებით საშუალოდ, ცხადია. ).

წაიკითხეთ მეტი მომგებიანობის შესახებ აქ.

განსხვავება წყალბადის მანქანასა და ლითიუმის ბატარეის ელექტრო მანქანას შორის?

მანქანები ზუსტად იგივეა, გარდა მათი „ენერგიის ავზის“. აქედან გამომდინარე, ეს არის ელექტრო მანქანები, რომლებიც იყენებენ როტორ-სტატორის ძრავებს (ინდუქციური, მუდმივი მაგნიტები ან თუნდაც რეაქტიული).

თუ ლითიუმის ბატარეაც მუშაობს მასში არსებული ქიმიური რეაქციის გამო (რეაქცია, რომელიც ბუნებრივად გამოიმუშავებს ელექტროენერგიას: უფრო ზუსტად, ელექტრონებს), მისგან არაფერი გამოდის, მხოლოდ შინაგანი ტრანსფორმაციაა. პირვანდელ მდგომარეობაში დასაბრუნებლად (დატენვა) საკმარისია დენის გავლა (სექტორთან დაკავშირება) და ქიმიური რეაქცია ისევ საპირისპირო მიმართულებით დაიწყება. პრობლემა ის არის, რომ ამას დრო სჭირდება, თუნდაც სუპერჩამტენებთან.

წყალბადის ძრავისთვის, რომელიც არის კლასიკური ელექტროძრავა, რომელიც იკვებება საწვავის უჯრედით (ანუ წყალბადით), ბატარეა მოიხმარს წყალბადს ქიმიური რეაქციის დროს. მისი დაცლა ხდება გამონაბოლქვით, რომელიც შლის წყლის ორთქლს (ქიმიური რეაქციის შედეგი).

ამიტომ, ლოგიკური თვალსაზრისით, შეგვეძლო ნებისმიერი ელექტრომობილის მორგება წყალბადის მანქანასთან, საკმარისია ლითიუმის ბატარეა საწვავის უჯრედით ჩავანაცვლოთ. ასე რომ, თქვენი გაგებით "წყალბადის ძრავა" პირველ რიგში უნდა განიხილებოდეს როგორც ელექტროძრავა (იხილეთ აქ როგორ მუშაობს). ის აუცილებლად უახლოვდება მას და არა იმიტომ, რომ საწვავის შევსება ხდება.

ქიმიური რეაქცია ამ ტაბლეტის ბაზაზე წარმოქმნის სითბოსაქართველოს ელექტროენერგიის (რა გვჭირდება ელექტროძრავისთვის) და წყლის.

რატომ ყველგან არა?

წყალბადის ძირითადი ტექნიკური პრობლემა დაკავშირებულია შენახვის უსაფრთხოებასთან. სინამდვილეში, LPG-ის მსგავსად, ეს საწვავი საშიშია, რადგან ჰაერთან შეხებისას აალებადი ხდება (და ეს ყველაფერი არ არის). ასე რომ, პრობლემა არ არის მხოლოდ მანქანის საწვავის შევსება, არამედ საკმარისად ძლიერი ავზი, რომ გაუძლოს ნებისმიერ უბედურ შემთხვევას. რა თქმა უნდა, დამატებული ღირებულება ასევე დიდია და ნაკლებად სიცოცხლისუნარიანი ჩანს, ვიდრე ლითიუმ-იონური ბატარეა, რომლის ღირებულებაც მცირდება.

დაბოლოს, მსოფლიოში წარმოებისა და განაწილების ქსელი ძალიან განუვითარებელია და მთავრობებს სურთ წყალბადის წარმოება ელექტროლიზით განახლებადი ენერგიის წყაროების გამოყენებით (ბევრი ექსპერტი საუბრობს უტოპიურ სქემაზე, რომელიც არ შეიძლება განხორციელდეს ჩვენს "მოულოდნელ" რეალობაში).

საბოლოო ჯამში, უფრო მეტი შანსია, რომ ჩვეულებრივი ელექტროენერგია იყოს არჩევანის გადაწყვეტა მომავლისთვის, ვიდრე წყალბადი, რომელიც გამოყენებული იქნება ინდივიდუალური მობილურობის მიღმა აპლიკაციების სპექტრისთვის.

ყველა კომენტარი და რეაქცია

დერნერი კომენტარი გამოქვეყნდა:

ბერნარ (თარიღი: 2021, 09:23:14)

გამარჯობა,

მადლობა ამ ძლიერი და საინტერესო იდეებისთვის. მე დავტოვებ საიტს ჩემს ძველ ტვინში ახალი ციცინათელებით.

პირადად მე მიკვირს, რომ გარდა იმისა, რაც ვიცი ბირთვული წყალქვეშა ნავების შესახებ, არავის შეუმუშავებია გზისთვის იდეალური ძრავა. ეს მართლაც იყო ის, რაც Philips-მა გამოაქვეყნა 1971 წელს ბრიუსელის ავტოსალონზე, 200 ცხ.ძ. ორ დგუშზე.

ფილიპსმა მუშაობა დაიწყო 1937-1938 წლებში და განაახლა 1948 წელს.

1971 წელს ისინი აცხადებდნენ რამდენიმე ასეულ ცხენის ძალას თითო დგუშზე. მას შემდეგ ვერაფერს ვპოულობ... რა თქმა უნდა, საიდუმლო დაცვა.

რაც შეეხება გაზის ტურბინის ძრავებს?

შენს ლამპიონებს შეუძლიათ ჩემი აზროვნების წისქვილში წყლის დამატება.

გმადლობთ თქვენი ცოდნისთვის და პოპულარიზაციისთვის.

ილ I. 1 რეაქცია (ები) ამ კომენტარზე:

• Administrator საიტის ადმინისტრატორი (2021-09-27 11:40:25): ძალიან სახალისოა კითხვა, მადლობა.

  მე არ ვიცი საკმარისად ამ ტიპის ძრავის შესახებ, რომ ვიმსჯელო, ალბათ ღირებულების, ზომის, რთული მოვლის, საშუალო ეფექტურობის გამო?

  იმის გათვალისწინებით, რომ აუცილებელია გქონდეთ ხსნარი, რომელიც საშუალებას მოგცემთ გაცხელოთ გაზი და, შესაბამისად, მისი გამოყენება ჩვეულებრივ საზოგადოებრივ მანქანაზე პოტენციურად საშიშია (და ის მუდმივი იქნება დროთა განმავლობაში).

  მოკლედ, მეეჭვება, რომ უფრო ზუსტი და დამაჯერებელი პასუხის იმედი გქონდა... ბოდიში.

(თქვენი პოსტი გადამოწმების შემდეგ გამოჩნდება კომენტარის ქვეშ)

დაწერეთ კომენტარი

ელექტრული ფორმულის E გამოყენებით, თქვენ ნახავთ, რომ: