Pin nhiên liệu trong ô tô chở khách đã có lãi?
nội dung
Cho đến gần đây, công nghệ pin nhiên liệu chỉ có sẵn cho các ứng dụng phi thương mại. Ví dụ, nó được sử dụng trong các chuyến bay vào vũ trụ và chi phí khổng lồ để sản xuất 1 kW năng lượng thực tế đã loại trừ việc sử dụng nó ở quy mô lớn hơn. Tuy nhiên, phát minh do William Grove thiết kế cuối cùng đã được ứng dụng rộng rãi. Đọc về tế bào hydro và xem liệu bạn có đủ khả năng mua một chiếc ô tô có bộ nguồn như vậy không!
Pin nhiên liệu là gì?
Nó là một bộ gồm hai điện cực (cực âm và cực âm dương) được ngăn cách bởi một màng polyme. Các tế bào phải tạo ra điện từ nhiên liệu cung cấp cho chúng. Điều quan trọng cần lưu ý là, không giống như các tế bào pin truyền thống, chúng không cần phải cung cấp điện trước và bản thân pin nhiên liệu không cần sạc. Vấn đề là cung cấp cho nó nhiên liệu, trong các thiết bị đang thảo luận bao gồm hydro và oxy.
Pin nhiên liệu - Thiết kế hệ thống
Xe chạy bằng pin nhiên liệu cần bình hydro. Chính từ chúng, phần tử này đi vào các điện cực, nơi tạo ra điện. Hệ thống này thường được trang bị một thiết bị trung tâm có bộ chuyển đổi. Nó chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều, có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho động cơ điện. Chính anh ta là trái tim của chiếc xe, lấy sức mạnh của nó từ các đơn vị hiện tại.
Pin nhiên liệu và nguyên lý hoạt động
Để pin nhiên liệu tạo ra điện, một phản ứng hóa học là cần thiết. Để làm điều này, các phân tử hydro và oxy từ khí quyển được cung cấp cho các điện cực. Hydro tỏa ra cực dương là nguyên nhân tạo ra các electron và proton. Oxy từ khí quyển đi vào cực âm và phản ứng với các điện tử. Màng polyme bán thấm mang các proton hydro dương đến cực âm. Ở đó, chúng kết hợp với các anion của oxit, dẫn đến sự hình thành nước. Mặt khác, các electron có ở cực dương đi qua mạch điện để tạo ra điện.
Pin nhiên liệu - ứng dụng
Ngoài ngành công nghiệp ô tô, pin nhiên liệu còn có nhiều ứng dụng. Nó có thể được sử dụng như một nguồn điện ở những nơi không có quyền truy cập miễn phí vào nguồn điện. Ngoài ra, các tế bào loại này hoạt động tốt trong tàu ngầm hoặc trạm vũ trụ, nơi không thể tiếp cận với không khí trong khí quyển. Ngoài ra, pin nhiên liệu cung cấp năng lượng cho robot di động, thiết bị gia dụng và hệ thống điện khẩn cấp.
Pin nhiên liệu - ưu điểm và nhược điểm của công nghệ
Ưu điểm của pin nhiên liệu là gì? Nó cung cấp năng lượng sạch không có tác động tiêu cực đến môi trường. Phản ứng tạo ra điện và nước (thường ở dạng hơi nước). Ngoài ra, trong các tình huống khẩn cấp, chẳng hạn như khi nổ hoặc mở bình, hydro do khối lượng nhỏ nên thoát ra theo phương thẳng đứng và cháy thành một cột lửa hẹp. Pin nhiên liệu cũng nổi bật về mặt hiệu quả vì nó đạt được kết quả trong khoảng 40-60%. Đây là mức không thể đạt được đối với buồng đốt và hãy nhớ rằng các thông số này vẫn có thể được cải thiện.
Nguyên tố hydro và nhược điểm của nó
Bây giờ một vài lời về những thiếu sót của giải pháp này. Hydro là nguyên tố phổ biến nhất trên Trái đất, nhưng nó tạo thành hợp chất với các nguyên tố khác rất dễ dàng. Không dễ để có được nó ở dạng nguyên chất và cần một quy trình công nghệ đặc biệt. Và cái này (ít nhất là bây giờ) rất đắt. Thật không may, khi nói đến pin nhiên liệu hydro, giá cả không đáng khích lệ. Bạn có thể lái xe 1 km thậm chí gấp 5-6 lần so với trường hợp động cơ điện. Vấn đề thứ hai là thiếu cơ sở hạ tầng để tiếp nhiên liệu hydro.
Xe pin nhiên liệu - ví dụ
Nói về ô tô, đây là một số mẫu xe chạy pin nhiên liệu thành công. Một trong những loại xe pin nhiên liệu phổ biến nhất là Toyota Mirai. Đây là loại máy có bình chứa dung tích hơn 140 lít. Nó được trang bị thêm pin để lưu trữ năng lượng trong quá trình lái xe nhàn nhã. Nhà sản xuất tuyên bố rằng mẫu xe Toyota này có thể đi được 700 km trên một trạm xăng. Mirai có sức mạnh 182 mã lực.
Các phương tiện pin nhiên liệu khác cần thiết để tạo ra điện bao gồm:
- LexusLF-FC;
- Honda FCX Độ trong;
- Nissan X-Trail FCV (xe chạy pin nhiên liệu);
- Toyota FCHV (xe hybrid pin nhiên liệu);
- pin nhiên liệu Hyundai ix35;
- Xe buýt chạy bằng pin nhiên liệu Ursus City Smile.
Liệu tế bào hydro có cơ hội chứng minh bản thân trong ngành công nghiệp ô tô? Công nghệ sản xuất điện từ pin nhiên liệu không phải là mới. Tuy nhiên, rất khó để phổ biến nó trên ô tô chở khách nếu không có quy trình công nghệ rẻ tiền để thu được hydro tinh khiết. Ngay cả khi các phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu được bán cho công chúng, chúng vẫn có thể bị tụt lại phía sau về hiệu quả chi phí đối với người lái xe trung bình. Do đó, xe điện truyền thống dường như vẫn là lựa chọn đáng quan tâm nhất.
