Hidrogenoaren ibilgailua (erregai-pila) ustiatzea

 

Ibilgailu elektrikoen funtzionamendurako beste alternatiba bat, hidrogenoaren soluzioa, aspaldi aztertu dute alemaniarrek eta japoniarrek. Teslak ezegonkortzat jotzen duen Europak, hala ere, teknologia horri pakete bat jartzea erabakitzen du (eskala globalean, ez autoak bultzatzeko helburu bakarrarekin). Beraz, ikus dezagun nola funtzionatzen duen hidrogenozko autoak, hau da, auto elektrikoaren aldaera bat baino ez baita.

Ikusi ere:

• Hidrogenozko auto bat bideragarria al da?
• Zeintzuk dira erregai-pilaren abantailak eta desabantailak

Hidrogenozko hainbat auto mota

Gaur egungo teknologia motor elektrikoak elikatzeko erregai-pilak erabiltzen dituzten autoentzako den arren, hidrogenoa barne-errekuntzako ibilgailuetan ere erabil daiteke. Izan ere, gure ibilgailuetan lehendik erabiltzen diren GLP eta GNC bezalako modu berean erabil daitekeen gasa da. Hala ere, ideia hori alde batera utzi zen, pistoi-motorra benetan garaiarekin bat datorrela ...

Hona hemen hidrogeno bidezko Toyota Mirai bat. AEBetan saltzen da, ez dago Frantzian, ez baitago hidrogenoa banatzeko punturik... Borne elektrikoekin berandu iritsita, hidrogenoan atzean geratzen ari gara jada!

Eragiketa printzipioa

Sistema esaldi batean laburbildu beharko bagenu, hori esango nukehonetan motor elektrikoa ibiltzen dena carburant kutsatzen ez duena (funtzionamenduan, ez ekoizpenean). Bateria entxufe batekin eta beraz elektrizitatearekin kargatu beharrean, likidoz betetzen dugu. Horregatik deitzen diogu erregai-pilen sistemari (da

metatu

horrek erregaiarekin lan egiten duena

kontsumitu

et

depositutik desagertzen da

). Izan ere, motor elektrikoarekiko desberdintasun bakarra energia biltegiratzea da, hemen likido batean, ez forma kimikoan.

Hori dela eta, kontuan izan behar da bateria deskargatzen ari dela, litiozko edo are berun-azidozko bateriak ez bezala (ikus estekak nola funtzionatzen duten jakiteko).

Prozesuaren mapa

Hidrogenoa = hibridoa?

Ia ... Izan ere, sistematikoki litiozko bateria gehigarri bat dute, eta horren erabilgarritasuna jarraian azalduko dut. Horregatik, posible da hidrogenoarekin soilik funtzionatzea, ohiko bateria erabiliz soilik, edo biak aldi berean.

Osagaiak

Hidrogeno depositua

5 eta 10 kg hidrogeno gorde ditzakeen depositu bat dugu, jakinik kilogramo bakoitzak 33.3 kWh energia duela (ibilgailu elektrikoekin alderatuta, hauek 35 eta 100 kWh bitartekoak). Depositua bereziki diseinatua eta sendoa da 350 eta 700 bar bitarteko barne-presioari eusteko.

Erregai-pila

Erregai-pilak autoaren motor elektrikoari energia emango dio, litiozko bateria konbentzional batek bezala. Hala ere, erregaia behar du, hots, deposituko hidrogenoa. Platino oso garestiez egina dago, baina bertsio modernoenetan gabe geratzen da.

Buffer bateria

Hau ez da beharrezkoa, baina hidrogenozko ibilgailuentzako estandarra da. Izan ere, babesko bateria gisa balio du, potentzia-anplifikadore gisa (erregai-pilarekin paraleloan funtziona dezake), baina baita eta batez ere energia zinetikoa berreskuratzeko balio du dezelerazioan eta balaztatzean.

Potentzia-elektronika

Nire goiko diagraman ez dago zerrendatuta, potentzia elektronikoak kontrolatzen, eten eta zuzentzen ditu (AC eta DC korronteen artean bihurtuz) autoaren osagai ezberdinetatik igarotzen diren korronte desberdinak.

Hornitzea

Erregai-pilen funtzionamendua: katalisia

Helburua hidrogenotik elektroiak (elektrizitatea) ateratzea da, motor elektriko batera bidaltzeko. Hau guztia erreakzio elektrokimiko kontrolatu baten bidez egiten da, elektroiak alde batetik (motorrerantz) eta protoiak bestetik (erregai-pilean) bereizten dituena. Bilera osoa katodoan amaitzen da, eta bertan amaitzen da erreakzioa: azken "nahasketak" ura ematen du, sistematik (ihes) ponpatzen dena.

Hona hemen katalisiaren diagrama bat, hau da, hidrogenotik elektrizitatea ateratzea (alderantzizko elektrolisia).

Hemen erregai-pilaren funtzionamendua ikusten dugu, hots, katalisiaren fenomenoa.

Hidrogeno H2 (hau da, bi hidrogeno H atomo elkartuta: dihidrogenoa) ezkerretik eskuinera doa. Anodora hurbildu ahala, nukleoa (protoia) galtzen du, zurrupatu egingo dena (oxidazio-fenomenoaren ondorioz). Orduan elektroiek eskuinerantz jarraituko dute motor elektrikoa erabiltzeko.

Era berean, dena berriro muntatzen ari gara katodo aldean O2 (aireko oxigenoa konpresoreari esker) injektatuz, modu naturalean ur molekula bat sortzea ahalbidetuko duena (elementu guztiak osotasun bakar batean katalizatuko dituena). Hs eta Os bilduma den molekula bat).

Erreakzio kimiko/fisikoen laburpena

ANOD : anodoan, hidrogeno atomoa erditik "mozten" da (H2 = 2e- + 2H+). Nukleoa (H + ioia) katodorantz jaisten da, elektroiek (e-) bidean jarraitzen duten bitartean elektrolitotik (anodoaren eta katodoaren arteko espazioa) igarotzeko ezintasunagatik.

KATODOA: katodoan alderantzizko (modu ezberdinetan) ioiak ikusten ditugu H + eta e- elektroiak. Orduan nahikoa da oxigeno-atomoak sartzea, elementu hauek guztiak bildu nahi izan daitezen, eta horrek bi hidrogeno atomoz eta oxigeno atomoz osatutako ur molekula bat sortzea dakar. Edo formula: 2e- + 2H+ + O2 = H2O

Uzta?

Kotxea bera bakarrik kontuan hartzen badugu, hots, deposituaren eraginkortasuna gurpilen amaieraraino (materialaren eraldaketa / indartze mekanikoa), hemen % 50aren azpitik gaude. Izan ere, bateriak %50 inguruko eraginkortasuna du eta motor elektrikoak %90 ingurukoa. Horregatik, lehenik %50eko iragazketa dugu, eta gero %10ekoa.

Energia sortzen duen zentral baten eraginkortasuna kontuan hartzen badugu, orduan hidrogenoa ekoitzi baino lehen edo elektrizitatea banatu aurretik (litioaren kasuan) %25 dugu hidrogenorako eta %70 elektrizitaterako (gutxi gorabehera batez bestekoa, jakina). ).

Irakurri gehiago errentagarritasunari buruz hemen.

Hidrogenozko auto baten eta litiozko bateriaren auto elektriko baten arteko aldea?

Kotxeak berdin-berdinak dira, euren "energia depositua" izan ezik. Horregatik, errotore-estatore motorrak (indukzioa, iman iraunkorrak edota erreaktiboak) erabiltzen dituzten ibilgailu elektrikoak dira.

Litiozko bateria batek ere barruan erreakzio kimiko bati esker funtzionatzen badu (elektrizitatea naturalki sortzen duen erreakzioa: zehatzago, elektroiak), bertatik ez da ezer ateratzen, barne-eraldaketa bat besterik ez dago. Jatorrizko egoerara itzultzeko (birkargatzea), nahikoa da korrontea pasatzea (sektorera konektatzea) eta erreakzio kimikoa berriro kontrako noranzkoan hasiko da. Arazoa da denbora behar dela, baita superkargagailuekin ere.

Hidrogenozko motor batentzat, hau da, erregai-pilak (hau da, hidrogenoa) elikatzen den motor elektriko klasiko batentzat, bateriak hidrogenoa kontsumitzen du erreakzio kimiko batean. Ur-lurruna (erreakzio kimiko baten emaitza) kentzen duen ihes baten bidez husten da.

Hori dela eta, ikuspuntu logikotik, edozein auto elektriko egokitu genezake hidrogenozko auto batera, nahikoa da litiozko bateria erregai-pila batekin ordezkatzea. Beraz, zure ustez, "hidrogeno-motorra" motor elektriko gisa hartu behar da nagusiki (ikusi hemen nola funtzionatzen duen). Beragana hurbiltzen ari da nahitaez, ez entitate gisa hornituta dagoelako.

Tableta honen oinarrian erreakzio kimikoa sortzen da bero- elektrizitatea (motor elektrikorako behar duguna) eta ura.

Zergatik ez nonahi?

Hidrogenoaren arazo tekniko nagusia biltegiratze segurtasunarekin lotuta dago. Izan ere, LPG bezala, erregai hau arriskutsua da, airearekin kontaktuan sukoitzen delako (eta ez da hori guztia). Beraz, arazoa autoa hornitzea ez ezik, edozein istripu jasateko nahikoa den depositua izatea da. Jakina, kostu gehigarria ere arrastaka handia da, eta badirudi litio-ioizko bateria bat baino bideragarriagoa dela, kostua izugarri jaisten ari dena.

Azkenik, munduko ekoizpen eta banaketa sarea oso gutxi garatuta dago, eta gobernuek hidrogenoa elektrolisi bidez ekoitzi nahi dute energia iturri berriztagarriak erabiliz (aditu askok gure “bapateko” errealitatean gauzatu ezin den eskema utopiko batez hitz egiten dute).

Azken finean, aukera handiagoa dago elektrizitatea konbentzionala etorkizunerako aukeratutako irtenbidea izateko, hidrogenoa baino, zeina banakako mugikortasunetik haratago hainbat aplikaziotarako erabiliko dena.

Iruzkin eta erreakzio guztiak

azken argitaratutako iruzkina:

Bernard (Data: 2021, 09:23:14)

Kaixo,

Eskerrik asko ideia sendo eta interesgarri hauengatik. Gunea utziko dut ipurtargi berri bat garun zaharrean.

Pertsonalki, harrituta nago, itsaspeko nuklearrei buruz dakidanaz gain, inork errepiderako motor perfekturik garatu ez izanak. Izan ere, Philips-ek 1971ko Bruselako Motor Show-ean aurkeztu zuena izan zen, 200 zaldirekin. bi pistoi gainean.

Philips 1937-1938an hasi zen lanean eta 1948an ekin zion berriro.

1971n, ehunka zaldi erreklamatu zituzten pistoi bakoitzeko. Harrezkero ezin dut ezer aurkitu... Noski, Defentsa Sekretua.

Zer gertatzen da gas-turbinetako motorrekin?

Zure farolek ur pixka bat gehi diezaiokete nire pentsamendu-errotari.

Eskerrik asko zure ezagutzagatik eta dibulgazioagatik.

Il J. 1 iruzkin honen aurrean erreakzioa (k):

• administrator GUNEAREN ADMINISTRAZIOA (2021-09-27 11:40:25): Oso dibertigarria da irakurtzea, eskerrik asko.

  Ez dakit motor mota honi buruz nahikoa epaitzeko, ziurrenik kostuagatik, tamainagatik, mantentze zailagatik, batez besteko efizientziagatik?

  Kontuan izanda gasa berotzea ahalbidetzen duen irtenbide bat edukitzea beharrezkoa dela, eta, beraz, ohiko auto publiko batean aplikatzea arriskutsua izan daitekeela (eta denboran zehar etengabea izango dela).

  Laburbilduz, susmoa dut erantzun zehatzago eta seguruago bat espero zenuela... Barkatu.

(Zure mezua iruzkinaren azpian ikusgai egongo da egiaztatu ondoren)

Idatzi iruzkina

E formula elektrikoa erabiliz, honako hau aurkituko duzu: