Суутек машинасын иштетүү (күйүүчү май клеткасы)

 

Электр машиналарынын иштеши үчүн дагы бир альтернатива, суутек эритмеси, немистер менен жапондор тарабынан көптөн бери изилденип келген. Тесла туруксуз деп эсептеген Европа, ошентсе да, бул технологияга пакет коюуну чечет (дүйнөлүк масштабда, унааларды кыймылдатуу үчүн гана эмес). Ошентип, келгиле, суутек машинасы кандай иштээрин карап көрөлү, демек, бул электромобилдин бир гана варианты.

Ошондой эле, караныз:

• Суутек унаасы жарактуубу?
• Отун клеткасынын кандай артыкчылыктары жана кемчиликтери бар

Суутек унааларынын бир нече түрү

Учурдагы технология электр кыймылдаткычтарын кубаттоо үчүн күйүүчү май клеткаларын колдонгон унаалар үчүн болсо да, суутек поршендик күйүүчү унааларда да колдонулушу мүмкүн. Бул, чынында эле, биздин унааларда колдонулган LPG жана CNG сыяктуу эле колдонула турган газ. Бирок, бул идея четке кагылды, поршеньдик кыймылдаткыч чындап эле убакытка көбүрөөк ылайык келет ...

Бул жерде суутек менен иштеген Toyota Mirai. Ал АКШда сатылат, Францияда эмес, анткени водородду бөлүштүрүүчү пункт жок... Электр терминалдарынан кечигип, суутек боюнча ансыз да артта калып жатабыз!

иш принцип

Эгерде системаны бир сүйлөм менен кыскача айтуу керек болсо, мен муну айтмакмынал электр кыймылдаткычы ким менен жүрөт carburant булгоочу эмес (өндүрүштө эмес, эксплуатацияда). Аккумуляторду вилка менен, демек, электр энергиясы менен заряддоонун ордуна, биз аны суюктук менен толтурабыз. Ушундан улам биз күйүүчү май клеткасынын системасы деп атайбыз (ал

топтоо

бул күйүүчү май менен иштейт

керектелген

et

танктан жок болот

). Чынында, электр кыймылдаткычы менен бир гана айырмасы - бул энергияны химиялык эмес, суюктукта сактоо.

Ошондуктан, литий же ал тургай коргошун-кислота батарейкасынан айырмаланып, батарейка кубатталып жатканын белгилей кетүү керек (алардын кантип иштээрин билүү үчүн шилтемелерди караңыз).

Процесс картасы

Суутек = гибрид?

Дээрлик ... Чынында эле, алар системалуу түрдө кошумча литий батарейкасына ээ, анын пайдалуулугу мен төмөндө түшүндүрүп берем. Демек, суутек менен гана иштөөгө болот, кадимки аккумуляторду, жада калса экөөнү тең бир убакта колдонууга болот.

компоненттери

Суутек резервуары

Ар бир килограммда 5 кВт/саат энергия бар экенин билип туруп, 10 килограммдан 33.3 килограммга чейин суутек сактай ала турган резервуарыбыз бар (электр унааларына салыштырмалуу 35тен 100 кВт саатка чейин). Танк атайын иштелип чыккан жана 350дөн 700гө чейинки ички басымга туруштук берүү үчүн бекем.

Күйүүчү май клеткасы

Күйүүчү май клеткасы кадимки литий батареясы сыяктуу эле машинанын электр кыймылдаткычын камсыздайт. Бирок ага күйүүчү май керек, тактап айтканда, резервуардагы суутек. Ал абдан кымбат платинадан жасалган, бирок эң заманбап версияларында ансыз да жасалат.

Буфердик батарея

Бул талап кылынбайт, бирок бул суутек унаалары үчүн стандарт. Чынында эле, ал резервдик батарейка, күч күчөткүч катары кызмат кылат (күйүүчү май клеткасы менен параллелдүү иштей алат), бирок ошондой эле, эң негизгиси, ал жайлоодо жана тормоздоодо кинетикалык энергияны калыбына келтирүүгө кызмат кылат.

Электр энергиясы

Менин жогорку диаграммамда көрсөтүлгөн эмес, электр электроникасы унаанын ар кандай тетиктери аркылуу агып жаткан ар кандай агымдарды көзөмөлдөйт, үзгүлтүккө учуратат жана түзөтөт (AC жана DC агымдарынын ортосунда айландыруу).

Май куюу

Күйүүчү май клеткасынын иштеши: катализ

Максаты - электр моторуна жөнөтүү үчүн суутектен электрондорду (электр энергиясын) алуу. Мунун баары бир жагынан электрондорду (кыймылдаткычка карай) жана экинчи жагында протондорду (күйүүчү май клеткасында) бөлүүчү башкарылуучу электрохимиялык реакция аркылуу ишке ашат. Бардык жолугушуу катоддо аяктайт, ал жерде реакция аяктайт: акыркы "аралашма" сууну берет, ал системадан чыгарылат (чыгарма).

Бул жерде суутектен электр энергиясын алуу (кайтарым электролиз) болгон катализдин диаграммасы келтирилген.

Бул жерде биз отун клеткасынын иштешин, тактап айтканда катализ кубулушун көрөбүз.

Суутек Н2 (б.а. эки суутек Н атому жабышкан: дигидроген) солдон оңго карай барат. Анодго жакындаган сайын сорулуп кала турган ядросун (протон) жоготот (кычкылдануу кубулушуна байланыштуу). Электрондор андан кийин электр кыймылдаткычын колдонуу үчүн оңго карай жолун улантат.

Өз кезегинде катод тарапка O2 (компрессордун жардамы менен абадагы кычкылтек) сайып баарын кайра чогултуп жатабыз, бул табигый түрдө суу молекуласынын пайда болушуна мүмкүндүк берет (ал бардык элементтерди бир бүтүнгө катализдейт). Hs жана Os жыйындысы болгон молекула).

Химиялык/физикалык реакциялардын корутундусу

АНОД : аноддо суутек атому экиге "кесилет" (H2 = 2e- + 2H+). Ядро (Н+ион) катодду көздөй ылдыйлайт, ал эми электрондор (е-) электролиттен (анод менен катоддун ортосундагы боштук) өтө албагандыктан жолун улантат.

КАТОД: катоддо тескери (ар кандай жолдор менен) иондор H + жана e-электрондорун көрөбүз. Андан кийин бардык бул элементтерди чогултууну каалашы үчүн кычкылтек атомдорун киргизүү жетиштүү, бул андан кийин эки суутек атомунан жана бир кычкылтек атомунан турган суу молекуласынын пайда болушуна алып келет. Же формула: 2e- + 2H+ + O2 = H2O

түшүм ?

Эгерде биз бир гана машинанын өзүн, тактап айтканда, дөңгөлөктөрдүн аягына чейин резервуардын эффективдүүлүгүн (материалдык трансформация / механикалык бекемдөө) эске алсак, биз бул жерде 50% дан бир аз төмөн турабыз. Чынында эле, батареянын натыйжалуулугу 50%, ал эми электр кыймылдаткычы - болжол менен 90%. Ошондуктан, бизде адегенде 50%, андан кийин 10% чыпкалоо.

Эгерде биз энергия өндүргөн электр станциясынын эффективдүүлүгүн эске ала турган болсок, анда суутекти өндүрүүдөн мурун, ал тургай электр энергиясын бөлүштүрүүдөн мурун (литийде) бизде 25% суутек жана 70% электр энергиясы бар (болжол менен орточо, ачык ).

Кирешелүүлүк жөнүндө кененирээк бул жерден окуңуз.

Суутек унаасы менен литий аккумулятору электр унаасынын ортосунда кандай айырма бар?

Машиналар «энергетикалык резервуарынан» башкасы так ошондой. Демек, бул ротор-статор кыймылдаткычтарын (индукция, туруктуу магнит, ал тургай реактивдүү) колдонгон электрдик транспорт каражаттары.

Литий батарейкасы да ичиндеги химиялык реакция (табигый түрдө электр энергиясын чыгарган реакция: тагыраагы электрон) урматында иштесе, андан эч нерсе чыкпайт, бир гана ички трансформация болот. Баштапкы абалына кайтуу (заряддоо) үчүн токту өткөрүү жетиштүү (секторго туташуу) жана химиялык реакция кайра тескери багытта башталат. Көйгөй, супер заряддагычтар менен да убакытты талап кылат.

Күйүүчү май клеткасы (б.а. суутек) менен иштеген классикалык электр кыймылдаткычы болгон суутек кыймылдаткычы үчүн батарея химиялык реакция учурунда суутекти керектейт. Ал суу буусун (химиялык реакциянын натыйжасы) кетирүүчү түтүк аркылуу чыгарылат.

Демек, логикалык көз караштан алганда, биз кандайдыр бир электромобилди суутек унаасына ылайыкташтыра алмакпыз, литий батареясын күйүүчү май клеткасына алмаштыруу жетиштүү. Демек, сиздин түшүнүгүңүздө, "суутек кыймылдаткычы" биринчи кезекте электр кыймылдаткычы катары каралышы керек (бул жерде анын кантип иштээрин караңыз). Ал сөзсүз түрдө ага жакындап жатат, анткени ал жак катары май куюп жатат.

Бул таблетканын негизинде химиялык реакция пайда болот Жылуулукчейин электричество (электр кыймылдаткычы үчүн эмне керек) жана суу.

Эмне үчүн бардык жерде эмес?

Суутек менен байланышкан негизги техникалык көйгөй сактоонун коопсуздугу менен байланышкан. Чынында, LPG сыяктуу, бул күйүүчү май коркунучтуу, анткени аба менен тийгенде күйүүчү болуп калат (жана мунун баары эмес). Демек, көйгөй машинага күйүүчү май куюу менен эле чектелбестен, ар кандай кырсыкка туруштук бере ала турган күчтүү бакка ээ. Албетте, кошумча нарк да чоң сүйрөө болуп саналат, ал эми баасы төмөндөп бараткан литий-иондук батарейкага караганда азыраак жашоого жөндөмдүү көрүнөт.

Акыр-аягы, дүйнөдө өндүрүш жана бөлүштүрүү тармагы өтө начар өнүккөн жана өкмөттөр энергиянын кайра жаралуучу булактарын колдонуу менен электролиз аркылуу суутекти өндүрүүнү каалашат (көптөгөн эксперттер биздин “капысынан” реалдуулукта ишке ашпай турган утопиялык схема жөнүндө айтышат).

Акыр-аягы, кадимки электр энергиясы жеке мобилдүүлүктүн чегинен тышкары бир катар тиркемелер үчүн колдонула турган суутек эмес, келечектеги тандоо чечими болушуна көбүрөөк мүмкүнчүлүк бар.

Бардык комментарийлер жана реакциялар

изменения комментарий жарыяланды:

Bernard (Дата: 2021 09:23:14)

Hello,

Бул күчтүү жана кызыктуу идеялар үчүн рахмат. Эски мээмде жаңы от менен сайттан кетем.

Жеке мен өзүмдүн суу астындагы атомдук кайыктар тууралуу билгенден башка эч ким жол үчүн идеалдуу кыймылдаткычты иштеп чыга электигине таң калдым. Бул, чынында эле, Philips 1971-жылы Брюсселдеги автосалондо 200 л.с. эки поршень боюнча.

Philips 1937-1938-жылдары ишин баштап, 1948-жылы кайра улантылган.

1971-жылы алар поршень боюнча бир нече жуз аттын кучун талап кылышкан. Ошондон бери эч нерсе таба албай жатам ... Албетте, Жашыруун коргоо.

Газ турбиналуу кыймылдаткычтар жөнүндө эмне айтууга болот?

Сиздин чырактарыңыз менин ойлогон тегирмениме бир аз суу кошо алат.

Билимиңиз жана популярдуулугуңуз үчүн рахмат.

Il J. 1 бул комментарийге реакция (лар):

• администратор САЙТ АДМИНИСТРАТОРУ (2021-09-27 11:40:25): Окуу абдан кызыктуу, рахмат.

  Мен баалоо үчүн кыймылдаткычтын бул түрү жөнүндө жетиштүү билбейм, балким, баасына, өлчөмүнө, тейлөөнүн татаалдыгына, орточо натыйжалуулугуна байланыштуу?

  Газды жылытууга мүмкүндүк берүүчү чечимге ээ болуу зарыл экенин эске алуу менен, демек, анын кадимки коомдук унаада колдонулушу коркунучтуу (жана убакыттын өтүшү менен ал туруктуу болот).

  Кыскасы, мен сизден так жана ишенимдүү жооп күткөн деп шектенип жатам... Кечиресиз.

(Сиздин пост текшерүүдөн кийин комментарийдин астында көрүнөт)

Комментарий жазуу

Электрондук формуланы E колдонуп, сиз муну таба аласыз: