Brandstofselle in passasiersmotors reeds winsgewend?
inhoud
Tot onlangs was brandstofseltegnologie slegs vir nie-kommersiële toepassings beskikbaar. Dit is byvoorbeeld in ruimtevlugte gebruik, en die groot koste om 1 kW energie te produseer het die gebruik daarvan op 'n groter skaal feitlik uitgesluit. Die uitvinding, ontwerp deur William Grove, het egter uiteindelik wye toepassing gevind. Lees oor waterstofselle en kyk of jy 'n motor met so 'n kragpak kan bekostig!
Wat is 'n brandstofsel?
Dit is 'n stel van twee elektrodes (negatiewe anode en positiewe katode) geskei deur 'n polimeermembraan. Selle moet elektrisiteit opwek uit die brandstof wat aan hulle verskaf word. Dit is belangrik om daarop te let dat, anders as tradisionele batteryselle, hulle nie vooraf van elektrisiteit voorsien hoef te word nie, en die brandstofsel self hoef nie te laai nie. Die punt is om dit van brandstof te voorsien, wat in die toestelle onder bespreking uit waterstof en suurstof bestaan.
Brandstofselle - Stelselontwerp
Brandstofselvoertuie benodig waterstoftenks. Dit is van hulle dat hierdie element die elektrodes binnedring, waar elektrisiteit opgewek word. Die stelsel is gewoonlik ook toegerus met 'n sentrale eenheid met 'n omsetter. Dit skakel gelykstroom om in wisselstroom, wat gebruik kan word om 'n elektriese motor aan te dryf. Dit is hy wat die hart van die motor is, wat sy krag uit die huidige eenhede put.
Brandstofselle en beginsel van werking
Vir 'n brandstofsel om elektrisiteit op te wek, is 'n chemiese reaksie nodig. Om dit te doen, word waterstof- en suurstofmolekules uit die atmosfeer aan die elektrodes voorsien. Die waterstof wat aan die anode afgegee word, is die oorsaak van die skepping van elektrone en protone. Suurstof uit die atmosfeer kom die katode binne en reageer met elektrone. Die semi-deurlaatbare polimeermembraan lewer positiewe waterstofprotone aan die katode. Daar kombineer hulle met anione van oksiede, wat lei tot die vorming van water. Aan die ander kant gaan die elektrone wat by die anode teenwoordig is deur die elektriese stroombaan om elektrisiteit te produseer.
Brandstofsel - toepassing
Buite die motorbedryf het die brandstofsel baie toepassings. Dit kan as 'n bron van elektrisiteit gebruik word op plekke sonder vrye toegang tot die hoofleiding. Boonop werk selle van hierdie tipe goed in duikbote of ruimtestasies waar daar geen toegang tot atmosferiese lug is nie. Boonop dryf brandstofselle mobiele robotte, huishoudelike toestelle en noodkragstelsels aan.
Brandstofselle - voordele en nadele van tegnologie
Wat is die voordele van 'n brandstofsel? Dit verskaf skoon energie met geen negatiewe impak op die omgewing nie. Die reaksie produseer elektrisiteit en water (gewoonlik in die vorm van stoom). Daarbenewens, in noodsituasies, byvoorbeeld tydens 'n ontploffing of die opening van 'n tenk, ontsnap waterstof, as gevolg van sy klein massa, vertikaal en brand in 'n nou vuurkolom. Die brandstofsel staan ook uit in terme van doeltreffendheid aangesien dit resultate in die 40-60%-reeks behaal. Dit is 'n vlak wat onbereikbaar is vir verbrandingskamers, en laat ons onthou dat hierdie parameters steeds verbeter kan word.
Waterstofelement en sy nadele
Nou 'n paar woorde oor die tekortkominge van hierdie oplossing. Waterstof is die volopste element op aarde, maar dit vorm baie maklik verbindings met ander elemente. Dit is nie maklik om dit in sy suiwer vorm te verkry nie en vereis 'n spesiale tegnologiese proses. En hierdie een (ten minste vir nou) is baie duur. As dit by 'n waterstofbrandstofsel kom, is die prys ongelukkig nie bemoedigend nie. Jy kan 1 kilometer selfs 5-6 keer meer ry as in die geval van 'n elektriese motor. Die tweede probleem is die gebrek aan infrastruktuur vir waterstofaanvulling.
Brandstofselvoertuie - voorbeelde
Van motors gepraat, hier is 'n paar modelle wat brandstofselle suksesvol laat loop. Een van die gewildste brandstofselvoertuie is die Toyota Mirai. Dit is 'n masjien met tenks met 'n kapasiteit van meer as 140 liter. Dit is toegerus met bykomende batterye om energie te stoor tydens rustige bestuur. Die vervaardiger beweer dat hierdie Toyota-model 700 kilometer op een vulstasie kan aflê. Mirai het 'n krag van 182 pk.
Ander brandstofselvoertuie wat nodig is om elektrisiteit op te wek, sluit in:
- Lexus LF-FC;
- Honda FCX Clarity;
- Nissan X-Trail FCV (brandstofselvoertuig);
- Toyota FCHV (brandstofselhibriedvoertuig);
- brandstofsel Hyundai ix35;
- Brandstofsel elektriese bus Ursus City Smile.
Het die waterstofsel 'n kans om homself in die motorbedryf te bewys? Die tegnologie vir die opwekking van elektrisiteit uit brandstofselle is nie nuut nie. Dit is egter moeilik om dit onder passasiersmotors te gewild sonder 'n goedkoop tegnologiese proses om suiwer waterstof te bekom. Selfs al gaan brandstofselvoertuie aan die algemene publiek te koop, kan hulle steeds agterbly in terme van kostedoeltreffendheid vir die gemiddelde bestuurder. Daarom blyk tradisionele elektriese voertuie steeds die interessantste opsie te wees.
