წყალბადის მანქანები საავტომობილო ინდუსტრიის მომავალია. როგორ მუშაობს წყალბადის მანქანები, როგორიცაა Toyota Mirai და BMW X5?

წყალბადის მანქანებს ბაზარზე ჯერ კიდევ არ უჭირავთ ძლიერი პოზიცია. რამდენიმე მწარმოებელი გადაწყვეტს მთლიანად ფოკუსირება მოახდინონ ამ ტექნოლოგიის განვითარებაზე. სამუშაოები კვლავ ძირითადად ელექტროძრავებზე და ნაკლებად დამაბინძურებელ შიდა წვის ან ჰიბრიდულ ძრავებზე მიმდინარეობს. მიუხედავად ბევრი კონკურენციისა, წყალბადის მანქანები კურიოზია. რისი ცოდნა ღირს მათ შესახებ?

როგორ მუშაობს წყალბადის ენერგია?

წყალბადით მომუშავე მანქანების ყველაზე დიდი უპირატესობა მათი გარემოსდაცვითი კეთილგანწყობაა. აქვე აღსანიშნავია, რომ მათი ამგვარად განსაზღვრის მიზნით, აუცილებელია გარემოს დაცვის პრინციპების დაცვა ასევე წარმოების პროცესში. 

წყალბადით მომუშავე მანქანები მუშაობენ ისე, რომ ისინი გამოიმუშავებენ ელექტროენერგიას, რომელიც საჭიროა ავტომობილის გადასაადგილებლად. ეს შესაძლებელია წყალბადის ავზით დამონტაჟებული საწვავის უჯრედების წყალობით, რომელიც გამოიმუშავებს ელექტროენერგიას. ელექტრო ბატარეა მოქმედებს როგორც ბუფერი. მისი ყოფნა მანქანის მთელ ძრავის სისტემაში აუცილებელია, მაგალითად, აჩქარების დროს. მას ასევე შეუძლია შთანთქას და შეინახოს კინეტიკური ენერგია დამუხრუჭების დროს. 

პროცესი, რომელიც მიმდინარეობს წყალბადის ძრავაში 

ასევე ღირს იმის გარკვევა, თუ რა ხდება თავად მანქანის წყალბადის ძრავში. საწვავის უჯრედი გამოიმუშავებს ელექტროენერგიას წყალბადისგან. ეს გამოწვეულია საპირისპირო ელექტროლიზით. რეაქცია თავისთავად არის ის, რომ ჰაერში წყალბადი და ჟანგბადი ურთიერთქმედებენ და წარმოქმნიან წყალს. ეს წარმოქმნის სითბოს და ელექტროენერგიას ელექტროძრავის მართვისთვის.

საწვავის უჯრედები წყალბადის მანქანებში

PEM საწვავის უჯრედები გამოიყენება წყალბადით მომუშავე მანქანებში. ეს არის პოლიმერული ელექტროლიტური მემბრანა, რომელიც ჰყოფს ანოდისა და კათოდის მიმდებარე წყალბადს და ჟანგბადს. მემბრანა გამტარია მხოლოდ წყალბადის იონების მიმართ. ამავდროულად, ანოდზე წყალბადის მოლეკულები იყოფა იონებად და ელექტრონებად. წყალბადის იონები შემდეგ გადიან EMF-ში კათოდში, სადაც ისინი აერთიანებენ ატმოსფერულ ჟანგბადს. ამრიგად, ისინი ქმნიან წყალს.

მეორეს მხრივ, წყალბადის ელექტრონები ვერ გაივლიან EMF-ში. ამიტომ, ისინი გადიან ანოდისა და კათოდის დამაკავშირებელ მავთულს. ამ გზით წარმოიქმნება ელექტროენერგია, რომელიც დამუხტავს წევის ბატარეას და ამოძრავებს მანქანის ელექტროძრავას.

რა არის წყალბადი?

იგი ითვლება უმარტივეს, უძველეს და ამავე დროს ყველაზე გავრცელებულ ელემენტად მთელ სამყაროში. წყალბადს არ აქვს სპეციფიკური ფერი და სუნი. ის ჩვეულებრივ აირისებრია და ჰაერზე მსუბუქია. ბუნებაში, ის გვხვდება მხოლოდ შეკრული ფორმით, მაგალითად, წყალში.

წყალბადი, როგორც საწვავი - როგორ მიიღება იგი?

H2 ელემენტი მიიღება ელექტროლიზის პროცესში. ამისათვის საჭიროა პირდაპირი დენი და ელექტროლიტი. მათი წყალობით წყალი იყოფა ცალკეულ კომპონენტებად - წყალბადად და ჟანგბადად. თავად ჟანგბადი წარმოიქმნება ანოდში, ხოლო წყალბადი კათოდში. H2 ხშირად არის ქიმიური პროცესების, ბუნებრივი აირის სინთეზის ან ნედლი ნავთობის გადამუშავების გვერდითი პროდუქტი. წყალბადის მოთხოვნის მნიშვნელოვანი ნაწილი კმაყოფილდება განახლებადი ენერგიის წყაროებით.

წყალბადი განახლებადი წყაროებიდან - რომელი ნედლეული მიეკუთვნება ამ ჯგუფს?

გასარკვევია, რომელ კონკრეტულ მასალებს შეიძლება ეწოდოს განახლებადი ნედლეული. წყალბადის და საწვავის უჯრედების მანქანების მდგრადობისთვის, საწვავი უნდა იყოს ისეთი წყაროებიდან, როგორიცაა:

• ფოტოვოლტაიკა;
• ქარის ენერგია;
• წყლის ენერგია;
• მზის ენერგია;
• გეოთერმული ენერგია;
• ბიომასა.

წყალბადის მანქანები – Toyota Mirai

2022 წლის Toyota Mirai, ისევე როგორც 2021 წელი, ერთ-ერთი ყველაზე ხშირად არჩეული მოდელია მომხმარებლების მიერ. Mirai-ს აქვს 555 კმ-მდე დიაპაზონი და 134 კვტ ელექტროძრავა, რომელიც მდებარეობს მანქანის უკანა მხარეს. ენერგიას გამოიმუშავებს საწვავის უჯრედები, რომლებიც მდებარეობს მანქანის წინა ქუდის ქვეშ. წყალბადი გამოიყენება როგორც პირველადი ენერგია და ინახება ავზებში, ეგრეთ წოდებულ კარდანის გვირაბში, უკანა სავარძლების ქვეშ. ტანკები ინახავს 5,6 კგ წყალბადს 700 ბარზე. Toyota Mirai-ს დიზაინიც უპირატესობაა - მანქანის დიზაინი არა ფუტურისტული, არამედ კლასიკურია.

Mirai 100 კმ/სთ-მდე აჩქარებს 9,2 წამში და აქვს მაქსიმალური სიჩქარე 175 კმ/სთ.. Toyota Mirai აწვდის თანმიმდევრულ ძალას და ძალიან კარგად რეაგირებს მძღოლის მოძრაობებზე - როგორც აჩქარებაზე, ასევე დამუხრუჭებაზე.

წყალბადი BMW X5 - მანქანა, რომლის ყურადღების მიქცევა ღირს

წყალბადით მომუშავე მანქანების შემადგენლობა ასევე მოიცავს SUV-ებს. ერთ-ერთი მათგანია BMW X5 Hydrogen. მოდელი თავისი დიზაინით არ განსხვავდება მისი ღუმელის კოლეგებისგან იმავე სერიიდან. მხოლოდ მსუბუქი პანელები ან რგოლების დიზაინი შეიძლება განსხვავდებოდეს, მაგრამ ეს არ არის აშკარა შეუსაბამობები. ბავარიული ბრენდის პროდუქტს აქვს ორი ავზი, რომელსაც შეუძლია შეინახოს 6 კგ-მდე გაზი, ასევე საწვავის უჯრედები 170 ცხენის ძალამდე. საინტერესოა, რომ BMW-მ Toyota-ს ძალები შეუერთდა. წყალბადით მომუშავე X5 მოდელი შემუშავებულია იმავე ტექნოლოგიის გამოყენებით, როგორც აზიური მწარმოებლის Hydrogen NEXT-ის მანქანები. 

წყალბადის მანქანები ნამდვილად მწვანეა?

წყალბადის მანქანების მთავარი უპირატესობა ის არის, რომ ისინი ეკოლოგიურად სუფთაა. თუმცა, სინამდვილეში ასეა თუ არა, დიდწილად დამოკიდებულია იმაზე, თუ როგორ წარმოიქმნება წყალბადი. იმ დროს, როდესაც საწვავის მოპოვების ძირითადი მეთოდი ბუნებრივი აირის გამოყენებით წარმოებაა, ელექტროენერგია, რომელიც თავისთავად გარემოსდაცვითი და ემისიების გარეშეა, არ ამცირებს ყველა დაბინძურებას, რაც ხდება წყალბადის წარმოების დროს. მანქანის ხანგრძლივი გამოყენების შემდეგაც კი. წყალბადის მანქანას შეიძლება ეწოდოს სრულიად მწვანე, თუ მისი მუშაობისთვის საჭირო ენერგია მთლიანად განახლებადი წყაროებიდან მოდის. ამავდროულად, ავტომობილი სრულიად უსაფრთხოა გარემოსთვის. 

წყალბადის მანქანები - რეზიუმე

ელექტრო მანქანებს აქვთ მუდმივად მზარდი დიაპაზონი და ასევე ძალიან სახალისოა მართვა. თუმცა, ელექტრო მანქანების საწვავის შევსება შეიძლება იყოს გამოწვევა. ასეთი ძრავის მქონე მანქანები თავს შესანიშნავად დაამტკიცებენ დიდი ქალაქების სიახლოვეს, როგორიცაა ვარშავა.ჩვენს ქვეყანაში ჯერ კიდევ ცოტაა წყალბადის შემავსებელი სადგურები, მაგრამ ეს უნდა შეიცვალოს 2030 წლისთვის, როდესაც სადგურების რაოდენობა 100-მდე გაიზრდება, ორლენის თქმით.