Vận hành xe chạy bằng hydro (pin nhiên liệu)

 

Một giải pháp thay thế khác cho hoạt động của xe điện, dung dịch hydro, đã được người Đức và Nhật Bản nghiên cứu từ lâu. Châu Âu, nơi mà Tesla cho là không ổn định, tuy nhiên, quyết định áp dụng một gói công nghệ này (trên toàn cầu, không nhằm mục đích duy nhất là đẩy xe hơi). Vì vậy, chúng ta hãy xem cách hoạt động của ô tô chạy bằng hydro, do đó chỉ là một biến thể của ô tô điện.

Xem thêm:

• Một chiếc ô tô chạy bằng hydro có khả thi không?
• Ưu điểm và nhược điểm của pin nhiên liệu là gì

Một số loại ô tô chạy bằng hydro

Trong khi công nghệ hiện tại dành cho ô tô sử dụng pin nhiên liệu để cung cấp năng lượng cho động cơ điện của chúng, thì hydro cũng có thể được sử dụng trong các loại xe đốt trong chuyển động qua lại. Nó thực sự là một loại khí có thể được sử dụng giống như LPG và CNG đã được sử dụng trong các phương tiện của chúng ta. Tuy nhiên, ý tưởng này đã bị bỏ rơi, động cơ piston thực sự phù hợp hơn với thời ...

Đây là một chiếc Toyota Mirai chạy bằng hydro. Nó được bán ở Mỹ, nó không phải ở Pháp, vì không có điểm phân phối hydro ... Đã muộn với các thiết bị đầu cuối điện, chúng ta đã bị tụt hậu về hydro!

Nguyên tắc hoạt động

Nếu chúng ta phải tóm tắt hệ thống trong một câu, tôi sẽ nói rằngnày động cơ điện ai đi cùng carburant không gây ô nhiễm (đang hoạt động, không phải trong sản xuất). Thay vì sạc pin bằng phích cắm và do đó là điện, chúng tôi đổ đầy chất lỏng vào pin. Đây là lý do tại sao chúng tôi gọi là hệ thống pin nhiên liệu (nó là

tích trữ

cái nào hoạt động với nhiên liệu

tiêu thụ

et

biến mất khỏi bể

). Trên thực tế, điểm khác biệt duy nhất với động cơ điện là tích trữ năng lượng, ở đây ở dạng lỏng, không phải dạng hóa học.

Do đó, cần lưu ý rằng pin đang phóng điện, không giống như pin lithium hoặc thậm chí là axit chì (xem các liên kết để tìm hiểu cách chúng hoạt động).

Sơ đồ quy trình

Hiđro = lai?

Gần như ... Thật vậy, họ có một hệ thống pin bổ sung, tính hữu ích của nó mà tôi sẽ giải thích bên dưới. Do đó, nó có thể hoạt động chỉ bằng hydro, chỉ sử dụng pin thông thường, hoặc thậm chí cả hai cùng một lúc.

Thành phần

Bể chứa hydro

Ta có một bình có thể dự trữ từ 5 đến 10 kg hiđrô, biết rằng mỗi kg chứa 33.3 kWh năng lượng (so với xe điện có năng lượng từ 35 đến 100 kWh). Bể được thiết kế đặc biệt và chắc chắn để chịu được áp suất bên trong từ 350 đến 700 bar.

Pin nhiên liệu

Pin nhiên liệu sẽ cung cấp năng lượng cho động cơ điện của ô tô, giống như pin lithium thông thường. Tuy nhiên, nó cần nhiên liệu, cụ thể là hydro từ bình chứa. Nó được làm bằng bạch kim rất đắt tiền, nhưng trong các phiên bản hiện đại nhất thì không có.

Bộ đệm pin

Điều này không bắt buộc, nhưng nó là tiêu chuẩn cho các phương tiện chạy bằng hydro. Thật vậy, nó đóng vai trò như một cục pin dự phòng, một bộ khuếch đại công suất (có thể hoạt động song song với pin nhiên liệu), nhưng và hơn hết, nó phục hồi động năng trong quá trình giảm tốc và phanh.

Năng lượng điện

Không được liệt kê trên sơ đồ trên cùng của tôi, thiết bị điện tử công suất điều khiển, ngắt và chỉnh lưu (chuyển đổi giữa dòng AC và DC) các dòng điện khác nhau chạy qua các thành phần khác nhau của ô tô.

Tiếp nhiên liệu

Hoạt động của tế bào nhiên liệu: xúc tác

Mục đích là tách các electron (điện) từ hydro để gửi chúng đến một động cơ điện. Tất cả điều này được thực hiện thông qua một phản ứng điện hóa có kiểm soát, tách các electron ở một bên (về phía động cơ) và proton ở bên kia (trong pin nhiên liệu). Toàn bộ cuộc họp kết thúc ở cực âm, nơi phản ứng kết thúc: "hỗn hợp" cuối cùng cho nước, được bơm ra khỏi hệ thống (khí thải).

Đây là một sơ đồ của quá trình xúc tác, là quá trình khai thác điện từ hydro (điện phân ngược).

Ở đây chúng ta thấy hoạt động của pin nhiên liệu, cụ thể là hiện tượng xúc tác.

Hiđro H2 (tức là hai nguyên tử hiđro H gắn với nhau: đihiđro) đi từ trái sang phải. Khi đến gần cực dương, nó mất đi hạt nhân (proton), hạt nhân này sẽ bị hút xuống (do hiện tượng oxy hóa). Sau đó, các electron sẽ tiếp tục di chuyển về phía bên phải để sau đó sử dụng động cơ điện.

Đổi lại, chúng ta đang lắp ráp lại mọi thứ bằng cách bơm O2 (oxy từ không khí nhờ máy nén) vào phía cực âm, điều này sẽ cho phép hình thành phân tử nước một cách tự nhiên (sẽ xúc tác tất cả các nguyên tố thành một tổng thể duy nhất). một phân tử là tập hợp của Hs và Os).

Tóm tắt các phản ứng hóa học / vật lý

ANOD : ở cực dương, nguyên tử hydro bị "cắt" làm đôi (H2 = 2e- + 2H+). Hạt nhân (ion H +) đi xuống về phía catốt, trong khi các electron (e-) tiếp tục di chuyển do chúng không có khả năng đi qua chất điện phân (khoảng trống giữa anôt và catốt).

CATHODE: ở cực âm, chúng ta thấy các ion H + và e- đảo ngược (theo những cách khác nhau). Sau đó, nó là đủ để đưa các nguyên tử oxy vào để tất cả các nguyên tố này muốn thu thập, sau đó dẫn đến việc tạo ra một phân tử nước bao gồm hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy. Hoặc công thức: 2e- + 2H+ + O2 = H2O

Mùa gặt ?

Nếu chúng ta chỉ xem xét bản thân chiếc xe, cụ thể là hiệu suất của xe tăng đến cuối bánh xe (chuyển đổi vật liệu / gia cố cơ học), chúng ta ở đây dưới 50% một chút. Thật vậy, pin có hiệu suất khoảng 50% và động cơ điện - khoảng 90%. Do đó, trước tiên chúng tôi lọc 50%, sau đó là 10%.

Nếu chúng ta tính đến hiệu suất của một nhà máy điện tạo ra năng lượng, thì trước khi sản xuất hydro hoặc thậm chí là phân phối điện (trong trường hợp của lithium), chúng ta có 25% cho hydro và 70% cho điện (gần như trung bình, rõ ràng là ).

Đọc thêm về khả năng sinh lời tại đây.

Sự khác biệt giữa ô tô chạy bằng hydro và ô tô chạy bằng pin lithium?

Những chiếc xe hoàn toàn giống nhau, ngoại trừ "bình năng lượng" của chúng. Do đó, đây là những loại xe điện sử dụng động cơ rôto-stato (cảm ứng, nam châm vĩnh cửu, hoặc thậm chí là điện trở).

Nếu pin lithium cũng hoạt động do một phản ứng hóa học bên trong nó (một phản ứng tự nhiên tạo ra điện: chính xác hơn là các electron), thì không có gì thoát ra khỏi nó, mà chỉ có sự biến đổi bên trong. Để trở lại trạng thái ban đầu (sạc lại), nó đủ để vượt qua dòng điện (kết nối với khu vực) và phản ứng hóa học sẽ bắt đầu lại theo chiều ngược lại. Vấn đề là nó cần thời gian, ngay cả với bộ tăng áp.

Đối với động cơ hydro, là một động cơ điện cổ điển chạy bằng pin nhiên liệu (tức là hydro), pin tiêu thụ hydro trong một phản ứng hóa học. Nó được làm trống thông qua một ống xả để loại bỏ hơi nước (kết quả của một phản ứng hóa học).

Vì vậy, theo quan điểm logic, chúng ta có thể điều chỉnh bất kỳ ô tô điện nào thành ô tô chạy bằng hydro, chỉ cần thay thế pin lithium bằng pin nhiên liệu là đủ. Vì vậy, theo hiểu biết của bạn về "động cơ hydro" chủ yếu nên được coi là một động cơ điện (xem cách hoạt động của nó tại đây). Anh ta nhất thiết phải tiếp cận anh ta, không phải vì anh ta được tiếp nhiên liệu như một thực thể.

Phản ứng hóa học ở gốc của viên thuốc này tạo ra nhiệtcủa điện (những gì chúng ta cần cho động cơ điện) và nước.

Tại sao không phải ở khắp mọi nơi?

Vấn đề kỹ thuật chính với hydro liên quan đến an toàn lưu trữ. Trên thực tế, giống như LPG, nhiên liệu này nguy hiểm vì nó trở nên dễ cháy khi tiếp xúc với không khí (và đó không phải là tất cả). Vì vậy, vấn đề không chỉ là tiếp nhiên liệu cho xe mà còn phải có một chiếc xe tăng đủ mạnh để chống chọi với mọi tai nạn. Tất nhiên, chi phí tăng thêm cũng là một lực cản lớn, và nó có vẻ kém khả thi hơn so với pin lithium-ion, vốn đang giảm giá thành.

Cuối cùng, mạng lưới sản xuất và phân phối trên thế giới rất kém phát triển, và các chính phủ muốn sản xuất hydro bằng phương pháp điện phân sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo (nhiều chuyên gia nói về một kế hoạch không tưởng không thể thành hiện thực trong thực tế "đột ngột" của chúng ta).

Cuối cùng, có nhiều khả năng là điện thông thường sẽ là giải pháp được lựa chọn cho tương lai, thay vì hydro, sẽ được sử dụng cho một loạt các ứng dụng ngoài tính di động cá nhân.

Tất cả các nhận xét và phản ứng

cuối cùng bình luận đã đăng:

Bernard (Ngày: 2021, 09:23:14)

Hi,

Cảm ơn bạn vì những ý tưởng mạnh mẽ và thú vị. Tôi sẽ rời trang web với một con đom đóm mới trong bộ não cũ của mình.

Cá nhân tôi, tôi ngạc nhiên rằng, ngoài những gì tôi biết về tàu ngầm hạt nhân, không ai phát triển một động cơ hoàn hảo cho đường bộ. Đó thực sự là chiếc Philips ra mắt tại Triển lãm Ô tô Brussels năm 1971, với công suất 200 mã lực. trên hai piston.

Philips bắt đầu hoạt động từ năm 1937-1938 và tiếp tục hoạt động vào năm 1948.

Năm 1971, họ tuyên bố có vài trăm mã lực trên mỗi piston. Kể từ đó tôi không thể tìm thấy bất cứ thứ gì ... Tất nhiên là Secret Defense.

Đối với động cơ tuabin khí thì sao?

Đèn lồng của bạn có thể thêm một ít nước vào cối xay tư duy của tôi.

Cảm ơn cho kiến ​​thức của bạn và phổ biến.

I’m I. 1 (các) phản ứng với nhận xét này:

• Quản trị viên NHÀ QUẢN TRỊ TRANG WEB (2021-09-27 11:40:25): Rất vui khi đọc, cảm ơn.

  Tôi không đủ hiểu biết về loại động cơ này để đánh giá, có thể là do chi phí, kích thước, bảo trì khó khăn, hiệu suất trung bình?

  Lưu ý rằng cần phải có một giải pháp cho phép đốt nóng khí, và do đó việc áp dụng nó trên xe ô tô công cộng thông thường có khả năng gây nguy hiểm (và nó sẽ không đổi theo thời gian).

  Tóm lại, tôi nghi ngờ rằng bạn đang hy vọng một câu trả lời chính xác và tự tin hơn ... Xin lỗi.

(Bài đăng của bạn sẽ hiển thị dưới bình luận sau khi xác minh)

Viết bình luận

Sử dụng công thức điện E, bạn sẽ thấy rằng: