हाइड्रोजन वाहन (ईन्धन सेल) सञ्चालन गर्दै

 

विद्युतीय सवारी साधन सञ्चालनको लागि अर्को विकल्प, हाइड्रोजन समाधान, लामो समयदेखि जर्मन र जापानीहरूले अध्ययन गरेका छन्। युरोप, जसलाई टेस्लाले अस्थिर मान्दछ, यद्यपि यो प्रविधिमा प्याकेज राख्ने निर्णय गर्दछ (विश्वव्यापी रूपमा, कारहरू चलाउने एकमात्र उद्देश्यको लागि होइन)। त्यसोभए हामी हाइड्रोजन कारले कसरी काम गर्छ भनेर हेरौं, जुन इलेक्ट्रिक कारको मात्र एक संस्करण हो।

यो पनि पढ्नुहोस्:

• के एक हाइड्रोजन कार व्यवहार्य छ?
• ईन्धन सेल को फाइदा र हानि के हो

धेरै प्रकारका हाइड्रोजन कारहरू

हालको टेक्नोलोजी कारहरूका लागि हो जसले इन्धन कक्षहरू तिनीहरूको विद्युतीय मोटरहरू पावर गर्न प्रयोग गर्दछ, हाइड्रोजन पनि आन्तरिक दहन सवारी साधनहरूलाई पारस्परिक रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। यो वास्तवमा एक ग्यास हो जुन हाम्रो गाडीहरूमा पहिले नै प्रयोग गरिएको एलपीजी र सीएनजी जस्तै प्रयोग गर्न सकिन्छ। यद्यपि, यो विचार त्यागिएको थियो, पिस्टन इन्जिन साँच्चै समय संग अधिक छ ...

यहाँ हाइड्रोजन-संचालित टोयोटा मिराई छ। यो संयुक्त राज्य अमेरिका मा बेचिन्छ, यो फ्रान्स मा छैन, किनभने कुनै हाइड्रोजन वितरण बिन्दु छैन ... बिजुली टर्मिनल संग ढिलो भएको, हामी पहिले नै हाइड्रोजन मा पछि छ!

सञ्चालनको सिद्धान्त

यदि हामीले प्रणालीलाई एक वाक्यमा संक्षेपमा राख्ने हो भने, म यो भन्छुयसलाई विद्युतीय मोटर जो संग हिंड्छ carburant गैर प्रदूषणकारी (अपरेशनमा, उत्पादनमा होइन)। ब्याट्रीलाई प्लग र बिजुलीको साथ चार्ज गर्नुको सट्टा, हामी यसलाई तरल पदार्थले भर्छौं। यसैले हामी ईन्धन सेल प्रणालीलाई कल गर्छौं (यो हो

जम्मा गर्ने

जसले इन्धनमा काम गर्छ

खपत

et

ट्याङ्कीबाट गायब हुन्छ

)। वास्तवमा, विद्युतीय मोटरसँग मात्र फरक भनेको ऊर्जाको भण्डारण हो, यहाँ तरल पदार्थमा, रासायनिक रूप होइन।

त्यसकारण, यो नोट गर्नुपर्छ कि ब्याट्री डिस्चार्ज भइरहेको छ, लिथियम वा लीड-एसिड ब्याट्रीको विपरीत (तिनीहरूले कसरी काम गर्छन् भनेर पत्ता लगाउन लिङ्कहरू हेर्नुहोस्)।

प्रक्रिया नक्शा

हाइड्रोजन = हाइब्रिड?

लगभग ... वास्तवमा, तिनीहरूसँग व्यवस्थित रूपमा अतिरिक्त लिथियम ब्याट्री छ, जसको उपयोगिता म तल वर्णन गर्नेछु। त्यसकारण, यो हाइड्रोजनमा मात्र सञ्चालन गर्न सम्भव छ, केवल एक पारंपरिक ब्याट्री प्रयोग गरेर, वा दुवै एकै समयमा।

अवयव

हाइड्रोजन ट्याङ्की

हामीसँग 5 देखि 10 किलोग्राम हाइड्रोजन भण्डारण गर्न सक्ने ट्याङ्की छ, प्रत्येक किलोग्राममा 33.3 kWh ऊर्जा हुन्छ (विद्युतीय सवारीको तुलनामा, जसमा 35 देखि 100 kWh हुन्छ)। ट्याङ्की 350 देखि 700 बार को आन्तरिक दबाब को सामना गर्न को लागी विशेष रूप देखि डिजाइन र बलियो छ।

इन्धन सेल

इन्धन सेलले कारको इलेक्ट्रिक मोटरलाई पारम्परिक लिथियम ब्याट्रीजस्तै शक्ति प्रदान गर्नेछ। तर, यसलाई ट्याङ्कीबाट हाइड्रोजन अर्थात् इन्धन चाहिन्छ। यो धेरै महँगो प्लैटिनमबाट बनेको छ, तर सबैभन्दा आधुनिक संस्करणहरूमा यो बिना हुन्छ।

बफर ब्याट्री

यो आवश्यक छैन, तर यो हाइड्रोजन वाहनहरूको लागि मानक हो। वास्तवमा, यसले ब्याकअप ब्याट्री, पावर एम्पलीफायरको रूपमा काम गर्दछ (इन्धन सेलसँग समानान्तरमा काम गर्न सक्छ), तर सबै भन्दा माथि, यसले धीमा र ब्रेकिङको समयमा गतिज ऊर्जा पुनर्स्थापित गर्न कार्य गर्दछ।

पावर इलेक्ट्रोनिक्स

मेरो शीर्ष रेखाचित्रमा सूचीबद्ध छैन, पावर इलेक्ट्रोनिक्सले कारको विभिन्न भागहरूबाट बग्ने विभिन्न धाराहरूलाई नियन्त्रण, अवरोध र सुधार (एसी र डीसी करेन्टहरू बीचमा रूपान्तरण) गर्दछ।

इन्धन भर्दै

इन्धन सेल सञ्चालन: उत्प्रेरक

लक्ष्य भनेको हाइड्रोजनबाट इलेक्ट्रोन (बिजुली) निकाल्नु हो ताकि तिनीहरूलाई विद्युतीय मोटरमा पठाउनु हो। यो सबै एक नियन्त्रित इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रिया मार्फत गरिन्छ जसले इलेक्ट्रोनहरूलाई एक तर्फ (इन्जिन तर्फ) र अर्कोमा प्रोटोनहरू (ईन्धन कक्षमा) छुट्याउँछ। सम्पूर्ण बैठक क्याथोडमा समाप्त हुन्छ, जहाँ प्रतिक्रिया समाप्त हुन्छ: अन्तिम "मिश्रण" ले पानी दिन्छ, जुन प्रणालीबाट बाहिर निकालिन्छ (निकास)।

यहाँ क्याटालिसिसको रेखाचित्र छ, जुन हाइड्रोजन (रिभर्स इलेक्ट्रोलाइसिस) बाट बिजुली निकाल्ने हो।

यहाँ हामी ईन्धन सेल को कार्य, अर्थात् उत्प्रेरक को घटना देख्छौं।

हाइड्रोजन H2 (अर्थात् दुई हाइड्रोजन एच परमाणुहरू सँगै टाँसिएको: डाइहाइड्रोजन) बायाँबाट दायाँ जान्छ। जब यो एनोडको नजिक पुग्छ, यसले यसको न्यूक्लियस (प्रोटोन) गुमाउँछ, जुन चुस्नेछ (ओक्सीकरण घटनाको कारण)। इलेक्ट्रोनहरू त्यसपछि विद्युतीय मोटर प्रयोग गर्न दायाँतिर आफ्नो बाटोमा जारी रहनेछन्।

बदलामा, हामी क्याथोड साइडमा O2 (कम्प्रेसरको लागि हावाबाट अक्सिजन) इन्जेक्सन गरेर सबै चीजहरू पुन: जम्मा गर्दैछौं, जसले स्वाभाविक रूपमा पानीको अणुको गठनलाई अनुमति दिनेछ (जसले सबै तत्वहरूलाई एउटै पूरैमा उत्प्रेरित गर्नेछ)। एक अणु जुन Hs र Os को संग्रह हो)।

रासायनिक / भौतिक प्रतिक्रियाहरूको सारांश

ANOD : एनोडमा, हाइड्रोजन परमाणु आधामा "कट" हुन्छ (H2 = 2e- + 2H+)। न्यूक्लियस (H + ion) क्याथोड तिर ओर्लन्छ, जबकि इलेक्ट्रोनहरू (e-) इलेक्ट्रोलाइट (एनोड र क्याथोड बीचको खाली ठाउँ) बाट पार गर्न नसक्ने कारणले आफ्नो बाटोमा जारी रहन्छ।

क्याथोड: क्याथोडमा हामी उल्टो (भिन्न तरिकामा) आयनहरू H + र e- इलेक्ट्रोनहरू देख्छौं। त्यसपछि यो अक्सिजन परमाणुहरू परिचय गर्न पर्याप्त छ ताकि यी सबै तत्वहरू सङ्कलन गर्न चाहन्छन्, जसले त्यसपछि दुई हाइड्रोजन परमाणुहरू र एक अक्सिजन परमाणुहरू मिलेर पानीको अणुको सिर्जना गर्दछ। वा सूत्र: 2e- + 2H+ + O2 = H2O

फसल?

यदि हामी केवल कारलाई मात्र विचार गर्छौं, अर्थात् पाङ्ग्राको अन्त्यमा ट्यांकको दक्षता (सामग्री रूपान्तरण / मेकानिकल सुदृढीकरण), हामी यहाँ 50% भन्दा कम छौं। वास्तवमा, ब्याट्री लगभग 50% को एक दक्षता छ, र इलेक्ट्रिक मोटर - लगभग 90%। त्यसकारण, हामीसँग पहिले 50% फिल्टरिङ छ, र त्यसपछि 10%।

यदि हामीले ऊर्जा उत्पादन गर्ने पावर प्लान्टको दक्षतालाई ध्यानमा राख्यौं भने, हाइड्रोजनको उत्पादन वा बिजुलीको वितरण (लिथियमको मामलामा) अघि हामीसँग हाइड्रोजनको लागि 25% र बिजुलीको लागि 70% हुन्छ (लगभग औसत, स्पष्ट रूपमा। )।

नाफाको बारेमा थप पढ्नुहोस् यहाँ।

हाइड्रोजन कार र लिथियम ब्याट्री इलेक्ट्रिक कार बीचको भिन्नता?

कारहरू ठ्याक्कै उस्तै छन्, तिनीहरूको "ऊर्जा ट्याङ्की" बाहेक। त्यसकारण, यी विद्युतीय सवारीहरू हुन् जसले रोटर-स्टेटर मोटरहरू (इन्डक्शन, स्थायी चुम्बक, वा प्रतिक्रियाशील) प्रयोग गर्छन्।

यदि लिथियम ब्याट्रीले पनि यसको भित्रको रासायनिक प्रतिक्रियालाई धन्यवाद दिन्छ (एक प्रतिक्रिया जसले प्राकृतिक रूपमा बिजुली उत्पादन गर्दछ: अझ सटीक रूपमा, इलेक्ट्रोन), त्यहाँबाट केहि बाहिर आउँदैन, त्यहाँ केवल एक आन्तरिक रूपान्तरण हो। यसको मूल स्थिति (रिचार्जिङ) मा फर्कन, यो वर्तमान (सेक्टरमा जडान) पास गर्न पर्याप्त छ र रासायनिक प्रतिक्रिया फेरि विपरीत दिशामा सुरु हुनेछ। समस्या यो हो कि यसले समय लिन्छ, सुपरचार्जरहरूसँग पनि।

हाइड्रोजन इन्जिनको लागि, जुन एक क्लासिक इलेक्ट्रिक मोटर हो जुन ईन्धन सेल (अर्थात हाइड्रोजन) द्वारा संचालित हुन्छ, ब्याट्रीले रासायनिक प्रतिक्रियाको समयमा हाइड्रोजन खपत गर्दछ। यो एक निकास मार्फत खाली गरिन्छ जसले पानीको वाफ हटाउँछ (रासायनिक प्रतिक्रियाको परिणाम)।

त्यसकारण, तार्किक दृष्टिकोणबाट, हामी कुनै पनि इलेक्ट्रिक कारलाई हाइड्रोजन कारमा अनुकूलन गर्न सक्छौं, यो इन्धन सेलको साथ लिथियम ब्याट्री प्रतिस्थापन गर्न पर्याप्त छ। त्यसोभए, तपाईको बुझाइमा, "हाइड्रोजन इन्जिन" लाई मुख्य रूपमा बिजुलीको मोटरको रूपमा विचार गर्नुपर्छ (यसले यहाँ कसरी काम गर्छ हेर्नुहोस्)। उहाँ अनिवार्य रूपमा उहाँको नजिक आउँदै हुनुहुन्छ, किनभने उहाँ एक संस्थाको रूपमा ईन्धन गरिएको छ।

यस ट्याब्लेटको आधारमा रासायनिक प्रतिक्रिया उत्पन्न हुन्छ गर्मीबाट बिजुली (हामीलाई विद्युतीय मोटरको लागि के चाहिन्छ) र पानी.

जताततै किन नहुने ?

हाइड्रोजनको लागि मुख्य प्राविधिक समस्या भण्डारण सुरक्षासँग सम्बन्धित छ। वास्तवमा, एलपीजी जस्तै, यो इन्धन खतरनाक छ किनभने यो हावाको सम्पर्कमा ज्वलनशील हुन्छ (र यो सबै होइन)। त्यसैले समस्या कारमा इन्धन भर्ने मात्र होइन, कुनै पनि दुर्घटना सहन सक्ने ट्याङ्की बलियो हुनु पनि हो । निस्सन्देह, अतिरिक्त लागत पनि एक ठूलो ड्र्याग हो, र यो लिथियम-आयन ब्याट्री भन्दा कम व्यवहार्य छ जस्तो देखिन्छ, जसको लागत तीव्र रूपमा घट्दैछ।

अन्तमा, संसारमा उत्पादन र वितरण नेटवर्क धेरै अविकसित छ, र सरकारहरू नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतहरू प्रयोग गरेर इलेक्ट्रोलाइसिसद्वारा हाइड्रोजन उत्पादन गर्न चाहन्छन् (धेरै विज्ञहरूले हाम्रो "अचानक" वास्तविकतामा साकार हुन नसक्ने काल्पनिक योजनाको कुरा गर्छन्)।

अन्ततः, त्यहाँ एक राम्रो मौका छ कि परम्परागत बिजुली भविष्यको लागि छनोटको समाधान हुनेछ, हाइड्रोजनको सट्टा, जुन व्यक्तिगत गतिशीलता भन्दा बाहिरका अनुप्रयोगहरूको दायराको लागि प्रयोग गरिनेछ।

सबै टिप्पणी र प्रतिक्रियाहरु

डर्नियर टिप्पणी पोस्ट:

बर्नार्ड (मिति: २०२०, ०५:१::१))

नमस्ते,

यी बलियो र रोचक विचारहरूको लागि धन्यवाद। म मेरो पुरानो दिमागमा नयाँ फायरफ्लाइको साथ साइट छोड्नेछु।

व्यक्तिगत रूपमा, म आश्चर्यचकित छु कि, मैले आणविक पनडुब्बीको बारेमा के थाहा पाउनु बाहेक, कसैले पनि सडकको लागि उत्तम इन्जिन विकास गरेको छैन। यो वास्तवमै फिलिप्सले 1971 ब्रसेल्स मोटर शोमा 200 एचपीको साथ अनावरण गरेको थियो। दुई पिस्टन मा।

फिलिप्सले 1937-1938 मा सञ्चालन गर्न थाले र 1948 मा पुन: सुरु भयो।

1971 मा, तिनीहरूले प्रति पिस्टन धेरै सय अश्वशक्ति दावी गरे। त्यसबेला देखि मैले केहि फेला पार्न सक्दिन ... अवश्य पनि, गोप्य रक्षा।

ग्यास टर्बाइन इन्जिनको बारेमा के हो?

तिम्रो लालटेनले मेरो सोचाइमा केही पानी थप्न सक्छ।

तपाईको ज्ञान र लोकप्रियता को लागी धन्यवाद।

एल जे। 1 यस टिप्पणी को लागी प्रतिक्रिया (हरू):

• प्रशासन साइट प्रशासक (2021-09-27 11:40:25): यो पढ्न धेरै रमाइलो छ, धन्यवाद।

  मलाई यस प्रकारको इन्जिनको बारेमा पर्याप्त थाहा छैन, सायद लागत, आकार, कठिन मर्मत, औसत दक्षताको कारणले?

  ग्यासलाई तताउन अनुमति दिने समाधान हुनु आवश्यक छ भन्ने कुरालाई ध्यानमा राख्दै, र त्यसैले नियमित सार्वजनिक कारमा यसको प्रयोग सम्भावित रूपमा खतरनाक हुन्छ (र यो समयसँगै स्थिर रहनेछ)।

  छोटकरीमा, मलाई शंका छ कि तपाईंले थप सहि र विश्वस्त जवाफको लागि आशा गर्नुभएको थियो ... माफ गर्नुहोस्।

(तपाइँको पोष्ट प्रमाणिकरण पछि टिप्पणी अन्तर्गत देखिने छ)

एक टिप्पणी लेख्नुहोस्

विद्युतीय सूत्र E प्रयोग गरेर, तपाईंले फेला पार्नुहुनेछ कि: