Идоракунии мошини гидроген (ҳуҷайраҳои сӯзишворӣ)

 

Алтернативаи дигари кори мошинхои электрики — махлули водородро кайхо боз немисхо ва японхо омухтаанд. Аврупо, ки Tesla онро ноустувор меҳисобад, бо вуҷуди ин тасмим гирифтааст, ки ба ин технология баста гузорад (дар саросари ҷаҳон, на танҳо барои ҳаракати мошинҳо). Пас биёед бубинем, ки мошини гидроген чӣ гуна кор мекунад, бинобар ин танҳо як варианти мошини электрикӣ мебошад.

Ҳамчунин хонед:

• Оё мошини гидроген қобили ҳаёт аст?
• Афзалиятҳо ва нуқсонҳои ҳуҷайраи сӯзишворӣ чист

Якчанд намуди мошинҳои гидрогенӣ

Дар ҳоле ки технологияи кунунӣ барои мошинҳое аст, ки ҳуҷайраҳои сӯзишвориро барои қувват додани муҳаррикҳои электрикии худ истифода мебаранд, гидрогенро инчунин дар мошинҳои сӯзишвории дарунӣ истифода бурдан мумкин аст. Ин дар ҳақиқат як газест, ки метавонад ба ҳамон тарзе истифода шавад, ки LPG ва CNG, ки аллакай дар мошинҳои мо истифода мешаванд. Бо вуҷуди ин, ин идея тарк карда шуд, муҳаррики поршен воқеан бо вақт мувофиқ аст ...

Дар ин ҷо як мошини гидрогени Toyota Mirai аст. Он дар ИМА фурӯхта мешавад, дар Фаронса нест, зеро дар он ҷо нуқтаи тақсимоти гидроген вуҷуд надорад ... Бо терминалҳои барқӣ дер карда, мо аллакай дар гидроген ақиб мондаем!

Принсипи амалиёт

Агар ба мо лозим омад, ки системаро дар як чумла мухтасар баён кунем, ман инро мегуфтамин муҳаррики барқӣ ки бо кй рох ме-равад carburant ифлоскунанда нест (дар кор, на дар истехсолот). Ба ҷои он ки батареяро бо штепсель ва аз ин рӯ барқ ​​пур кунем, мо онро бо моеъ пур мекунем. Аз ин рӯ, мо системаи ҳуҷайраҳои сӯзишворӣ меномем (он

ҷамъ кардан

ки бо сузишворй кор мекунад, ки

истеъмол карда мешавад

et

аз танк нопадид мешавад

). Дар асл, ягона фарқият аз муҳаррики электрикӣ нигоҳдории энергия дар моеъ аст, на шакли кимиёвӣ.

Аз ин рӯ, бояд қайд кард, ки батарея бар хилофи батареяи литий ё ҳатто кислотаи сурб холӣ мешавад (барои фаҳмидани он, ки онҳо чӣ гуна кор мекунанд, ба истинод нигаред).

Харитаи раванд

Гидроген = гибрид?

Қариб ... Дар ҳақиқат, онҳо мунтазам батареяи иловагии литий доранд, ки фоиданокии онро ман дар зер шарҳ медиҳам. Аз ин рӯ, танҳо бо водород, танҳо бо батареяи муқаррарӣ ва ё ҳатто ҳарду дар як вақт кор кардан мумкин аст.

Ҷузъҳо

Зарфҳои гидроген

Мо бак дорем, ки аз 5 то 10 кг водород захира карда метавонад, зеро медонем, ки дар як килограмм 33.3 киловатт-соат энергия мавчуд аст (нисбат ба мошинхои электрикие, ки аз 35 то 100 киловатт-соат энергия доранд). Зарф махсус тарҳрезӣ шудааст ва мустаҳкам аст, ки ба фишори дохилии аз 350 то 700 бар тобовар аст.

Ҳуҷайраи сӯзишворӣ

Ҳуҷайраи сӯзишворӣ ба муҳаррики электрикии мошин, мисли батареяи муқаррарии литийӣ, қувваи барқ ​​​​медиҳад. Бо вуҷуди ин, ба он сӯзишворӣ, яъне гидроген аз зарф ниёз дорад. Он аз платина хеле гаронбаҳо сохта шудааст, аммо дар версияҳои муосир он бе он кор мекунад.

Батареяи буферӣ

Ин талаб карда намешавад, аммо ин стандарт барои мошинҳои гидроген аст. Дар ҳақиқат, он ҳамчун батареяи эҳтиётӣ, пурқувваткунандаи барқ ​​​​(метавонад дар баробари ҳуҷайраи сӯзишворӣ кор кунад) хизмат мекунад, аммо инчунин ва пеш аз ҳама, он барои барқарор кардани энергияи кинетикӣ ҳангоми сустшавӣ ва тормоз хизмат мекунад.

Электроникаи барқ

Дар диаграммаи болоии ман номбар нашудаанд, электроникаи барқ ​​ҷараёнҳои гуногунро, ки тавассути ҷузъҳои гуногуни мошин ҷорӣ мешавад, назорат, қатъ ва ислоҳ мекунад (ба байни ҷараёнҳои AC ва DC табдил медиҳад).

Сӯзишворӣ пур кардан

Амалиёти ҳуҷайраҳои сӯзишворӣ: катализ

Мақсад аз гидроген ҷудо кардани электронҳо (қувваи барқ) аст, то онҳо ба муҳаррики электрикӣ фиристода шаванд. Ин ҳама тавассути реаксияи электрохимиявии назоратшаванда анҷом дода мешавад, ки электронҳоро дар як тараф (ба сӯи муҳаррик) ва протонҳоро дар тарафи дигар (дар ҳуҷайраи сӯзишворӣ) ҷудо мекунад. Тамоми вохӯрӣ дар катод ба итмом мерасад, ки дар он реаксия ба итмом мерасад: "омехта" охирин об медиҳад, ки аз система хориҷ карда мешавад (баровард).

Дар ин ҷо диаграммаи катализ оварда шудааст, ки он аз гидроген истихроҷи қувваи барқ ​​(электролизи баръакс) мебошад.

Дар ин ҷо мо кори ҳуҷайраи сӯзишворӣ, яъне падидаи катализро мебинем.

Гидроген H2 (яъне ду атоми гидроген H ба ҳам часпонидашуда: дигидроген) аз чап ба рост мегузарад. Дар баробари наздик шудан ба анод, вай ядрои худро (протон) гум мекунад, ки он ба поён меафтад (аз сабаби падидаи оксидшавӣ). Он гоҳ электронҳо роҳи худро ба тарафи рост барои истифодаи минбаъдаи муҳаррики электрикӣ идома медиҳанд.

Дар навбати худ, мо ҳама чизро тавассути ворид кардани O2 (оксиген аз ҳаво ба шарофати компрессор) ба тарафи катод ҷамъ меорем, ки табиатан ба ташаккули молекулаи об имкон медиҳад (ки ҳамаи элементҳоро ба як ягона катализатор мекунад). молекулае, ки маҷмӯи Hs ва Os мебошад).

Хулосаи реаксияҳои химиявӣ/физикӣ

АНОД : дар анод атоми гидроген ба ним «бурида» мешавад (H2 = 2e- + 2H+). Ядро (Н+ион) ба суи катод фурояд, электронхо (е-) аз сабаби аз электролит гузаштан (фосилаи байни анод ва катод) рохи худро давом медиханд.

КАТОД: дар катод мо ионҳои баръакс (бо тарзҳои гуногун) H+ ва электронҳоро мебинем. Пас аз он кифоя аст, ки атомҳои оксигенро ҷорӣ кунем, то ҳамаи ин элементҳо ҷамъ шаванд, ки он гоҳ боиси эҷоди як молекулаи об мегардад, ки аз ду атоми гидроген ва як атоми оксиген иборат аст. Ё формула: 2e- + 2H+ + O2 = H2O

Дарав?

Агар мо танҳо худи мошинро ба назар гирем, яъне самаранокии зарф то охири чархҳо (тағйирёбии моддӣ / арматураи механикӣ), мо дар ин ҷо каме камтар аз 50% ҳастем. Дар ҳақиқат, батарея дорои самаранокии тақрибан 50% ва муҳаррики электрикӣ - тақрибан 90%. Аз ин рӯ, мо аввал 50% филтр ва баъд 10% дорем.

Агар самаранокии станцияи электрикие, ки энергия хосил мекунад, ба назар гирем, пас пеш аз истехсоли водород ё хатто таксим кардани кувваи электр (дар мавриди литий) мо 25 фоиз барои водород ва 70 фоиз барои кувваи электр (тахминан миёна, бешубха). ).

Дар бораи даромаднокӣ дар ин ҷо бештар хонед.

Фарқи байни мошини гидроген ва мошини барқии батареяи литий?

Мошинхо ба гайр аз «танки энергетики»-ашон комилан як хеланд. Аз ин рӯ, инҳо мошинҳои электрикӣ мебошанд, ки муҳаррикҳои ротор-статорро истифода мебаранд (индуксия, магнитҳои доимӣ ё ҳатто реактивӣ).

Агар батареяи литий низ ба шарофати реаксияи кимиёвии дохили он кор кунад (реаксияе, ки табиатан барқ ​​тавлид мекунад: аниктараш, электронҳо), аз он чизе берун намеояд, танҳо табдили дохилӣ ба амал меояд. Барои баргаштан ба ҳолати аввалааш (пуркунӣ) гузаштани ҷараён (пайвастшавӣ ба сектор) кифоя аст ва реаксияи химиявӣ дубора ба самти муқобил оғоз мешавад. Мушкилот дар он аст, ки он ҳатто бо пурборкунандаҳо вақт мегирад.

Барои муҳаррики гидроген, ки як муҳаррики электрикии классикӣ аст, ки бо ҳуҷайраи сӯзишворӣ (яъне гидроген) кор мекунад, батарея ҳангоми реаксияи химиявӣ гидрогенро истеъмол мекунад. Он ба воситаи ихроҷ, ки буғи обро хориҷ мекунад (натиҷаи реаксияи химиявӣ) холӣ мешавад.

Аз ин рӯ, аз нуқтаи назари мантиқӣ мо метавонистем ҳар як мошини электрикиро ба мошини гидрогенӣ мутобиқ созем, иваз кардани батареяи литий бо ҳуҷайраи сӯзишворӣ кифоя аст. Ҳамин тавр, дар фаҳмиши шумо, "муҳаррики гидроген" бояд пеш аз ҳама ҳамчун муҳаррики электрикӣ баррасӣ карда шавад (нигаред, ки чӣ тавр он дар ин ҷо кор мекунад). Ӯ ҳатман ба ӯ наздик мешавад, на аз он сабаб, ки ӯ ҳамчун субъекти сӯзишворӣ пур карда шудааст.

Реаксияи химиявӣ дар асоси ин планшет ба вуҷуд меояд Гармӣаз он қувваи барқ (барои двигатели электрикй чй лозим аст) ва об.

Чаро на дар хама чо?

Проблемаи асосии техникии гидроген ба бехатарии нигоҳдорӣ вобаста аст. Дар асл, ба монанди LPG, ин сӯзишворӣ хатарнок аст, зеро он ҳангоми тамос бо ҳаво оташгиранда мешавад (ва ин ҳама нест). Пас, масъала на фадат бо сузишворй пур кардани мошин, балки дар он аст, ки баки ба кадри кофй тоб оварад, ки ба дама гуна фалокат тоб оварад. Албатта, арзиши изофӣ низ як кашолкашии калон аст ва он назар ба батареяи литий-ион, ки арзиши он ба таври назаррас коҳиш меёбад, камтар қобили ҳаёт аст.

Ниҳоят, шабакаи истеҳсол ва тақсимот дар ҷаҳон хеле суст инкишоф ёфтааст ва ҳукуматҳо мехоҳанд, ки гидрогенро бо роҳи электролиз бо истифода аз манбаъҳои барқароршавандаи энергия истеҳсол кунанд (бисёр коршиносон дар бораи нақшаи утопияе сухан мегӯянд, ки онро дар воқеияти "ногаҳон"-и мо амалӣ кардан мумкин нест).

Дар ниҳоят, имкони беҳтаре вуҷуд дорад, ки нерӯи барқи муқаррарӣ ҳалли интихоб барои оянда хоҳад буд, на гидроген, ки барои як қатор замимаҳо берун аз ҳаракати инфиродӣ истифода мешавад.

Ҳамаи шарҳҳо ва вокунишҳо

Dernier шарҳ нашр шуд:

Бернард (Сана: 2021, 09:23:14)

Салом,

Ташаккур ба шумо барои ин ғояҳои қавӣ ва ҷолиб. Ман аз сайт бо як оташпарасти нав дар майнаи кӯҳна меравам.

Шахсан ман дар тааччуб мемонам, ки гайр аз он чизе, ки ман дар бораи киштихои зериобии атомй медонам, касе барои рох двигатели мукаммал на-кардааст. Ин воқеан ҳамон як Philips буд, ки дар намоишгоҳи автомобилии Брюссел дар соли 1971 намоиш дода шуда буд, бо иқтидори 200 асп. дар ду поршен.

Philips фаъолияти худро дар солҳои 1937-1938 оғоз карда, соли 1948 дубора оғоз кард.

Дар соли 1971 онхо ба хар як поршен чандсад кувваи аспро ба даст оварданд. Аз он вақт инҷониб ман чизе ёфта наметавонам ... Албатта, Муҳофизати махфӣ.

Дар бораи муҳаррикҳои турбинаи газ чӣ гуфтан мумкин аст?

Чароғҳои шумо метавонанд ба осиёб тафаккури ман каме об илова кунанд.

Ташаккур барои дониш ва таблиғатон.

Ил Ҷ. 1 вокуниш ба ин шарҳ:

• Admin МУДИРИ САЙТ (2021-09-27 11:40:25): Хондан хеле шавқовар аст, ташаккур.

  Ман дар бораи ин навъи муҳаррик ба қадри кофӣ намедонам, ки эҳтимол аз сабаби арзиш, андоза, нигоҳдории душвор, самаранокии миёна?

  Дар хотир доштан лозим аст, ки барои гарм кардани газ имкон медиҳад, ки маҳлуле дошта бошед ва аз ин рӯ, истифодаи он дар мошини муқаррарии ҷамъиятӣ эҳтимолан хатарнок аст (ва он бо мурури замон доимӣ хоҳад буд).

  Хулоса, ман гумон мекунам, ки шумо ба ҷавоби дақиқтар ва эътимодбахш умед доштед ... Бубахшед.

(Пости шумо пас аз тафтиш дар зери шарҳ намоён мешавад)

Назари худро бинависед

Бо истифода аз формулаи электрикии E, шумо хоҳед дид, ки: