Betrieb vun engem Waasserstoffauto (Brennstoffzell)

 

Eng aner Alternativ fir d'Operatioun vun elektresche Gefierer, Waasserstoffléisung, gouf laang vun den Däitschen a Japaner studéiert. Europa, wat Tesla als onbestänneg hält, decidéiert trotzdem e Package op dës Technologie ze setzen (global, net fir den eenzegen Zweck Autoen ze propellen). Also kucke mer wéi de Waasserstoffauto funktionéiert, deen also nëmmen eng Variant vum Elektroauto ass.

Liest och:

• Ass en Wasserstoffauto liewensfäeg?
• Wat sinn d'Virdeeler an Nodeeler vun enger Brennstoffzell

Verschidden Zorte vu Wasserstoff Autoen

Wärend déi aktuell Technologie fir Autoen ass, déi Brennstoffzellen benotze fir hir Elektromotoren z'ënnerstëtzen, kann Waasserstoff och a Réckverbrennungsautoen benotzt ginn. Et ass wierklech e Gas deen op déiselwecht Manéier benotzt ka ginn wéi LPG an CNG déi schonn an eise Gefierer benotzt ginn. Wéi och ëmmer, dës Iddi gouf opginn, de Kolbenmotor ass wierklech méi am Aklang mat der Zäit ...

Hei ass e Waasserstoff ugedriwwen Toyota Mirai. Et gëtt an den USA verkaaft, net a Frankräich, well do kee Waasserstoffverdeelungspunkt ass ... Nodeems mir spéit mat den elektresche Klemmen sinn, si mir schonn am Waasserstoff hannerlooss!

Prinzip vun der Operatioun

Wa mir de System an engem Saz misste resuméieren, géif ech dat soenet Elektromotor dee geet mat carburant net verschmotzt (an der Operatioun, net an der Produktioun). Amplaz d'Batterie mat engem Stecker ze laden an dofir Stroum, fëllen mir et mat Flëssegkeet. Dofir nenne mir de Brennstoffzellsystem (et ass

accumuléieren

déi Wierker mat Brennstoff datt

verbraucht

et

verschwënnt aus dem Tank

). Tatsächlech ass den eenzegen Ënnerscheed mam Elektromotor d'Späichere vun Energie, hei an enger Flëssegkeet, net an enger chemescher Form.

Dofir sollt et bemierkt ginn datt d'Batterie entléisst, am Géigesaz zu enger Lithium oder souguer Bläi-Sauer Batterie (kuckt d'Links fir erauszefannen wéi se funktionnéieren).

Prozess Kaart

Wasserstoff = Hybrid?

Bal ... Tatsächlech hunn se systematesch eng zousätzlech Lithium Batterie, d'Nëtzlechkeet vun där ech hei ënnen erklären. Dofir ass et méiglech nëmmen op Wasserstoff ze bedreiwen, nëmmen eng konventionell Batterie benotzt, oder souguer béid zur selwechter Zäit.

Komponenten

Waasserstoff Tank

Mir hunn en Tank deen 5 bis 10 kg Waasserstoff späichere kann, wëssend datt all Kilo 33.3 kWh Energie enthält (am Verglach mat elektresche Gefierer, déi 35 bis 100 kWh hunn). Den Tank ass speziell entwéckelt a robust fir en internen Drock vun 350 bis 700 Bar ze halen.

Brennstoff Zell

D'Brennstoffzelle liwwert Kraaft un den Elektromotor vum Auto, grad wéi eng konventionell Lithium Batterie. Et brauch awer Brennstoff, nämlech Waasserstoff aus dem Tank. Et ass aus ganz deier Platin gemaach, awer an de modernste Versiounen ass et ouni et.

Buffer Batterie

Dëst ass net erfuerderlech, awer et ass de Standard fir Waasserstoff Gefierer. Tatsächlech déngt et als Backupsatellit, e Kraaftverstärker (kann parallel mat enger Brennstoffzell funktionnéieren), awer och a virun allem déngt et fir d'kinetesch Energie während der Verzögerung an der Bremsen ze restauréieren.

Power elektronesch

Net a mengem Top Diagramm opgezielt, d'Kraaftelektronik kontrolléiert, ënnerbrach a rectifiéiert (tëscht AC an DC Stréim ëmwandelen) déi verschidde Stréimungen déi duerch déi verschidde Komponenten vum Auto fléissen.

Tanken

Brennstoff Zell Operatioun: Katalyse

D'Zil ass Elektronen (Elektrizitéit) aus Waasserstoff ze extrahieren fir se an en Elektromotor ze schécken. Dat alles gëtt duerch eng kontrolléiert elektrochemesch Reaktioun gemaach, déi Elektronen op där enger Säit (géint de Motor) a Protonen op der anerer (an der Brennstoffzell) trennt. Déi ganz Versammlung endet bei der Kathode, wou d'Reaktioun endet: déi lescht "Mëschung" gëtt Waasser, dat aus dem System (Auspuff) gepompelt gëtt.

Hei ass en Diagramm vun der Katalyse, dat ass d'Extraktioun vu Stroum aus Waasserstoff (Reverse Elektrolyse).

Hei gesi mer de Fonctionnement vun der Brennstoffzell, nämlech de Phänomen vun der Katalyse.

Waasserstoff H2 (dh zwee Waasserstoff H Atomer zesummegeklemmt: Dihydrogen) geet vu lénks op riets. Wéi et op d'Anode kënnt, verléiert se säin Kär (Proton), deen erofgesaugt gëtt (wéinst dem Oxidatiounsphenomen). D'Elektronen ginn dann op de Wee no riets weider fir duerno den Elektromotor ze benotzen.

Am Géigesaz, reassemble mir alles duerch d'Injektioun vun O2 (Sauerstoff aus der Loft dank dem Kompressor) op der Kathode Säit, wat natierlech d'Bildung vun engem Waassermolekül erlaabt (déi all d'Elementer an een eenzegt Ganzt katalyséieren). eng Molekül déi eng Sammlung vun Hs an Os ass).

Resumé vu chemeschen / physikaleschen Reaktiounen

ANODE : bei der Anode gëtt de Waasserstoffatom an der Halschent "geschnidden" (H2 = 2e- + 2H+). De Kär (H + Ion) fällt an d'Kathode erof, während d'Elektronen (e-) op hirem Wee weiderfuere wéinst hirer Onméiglechkeet duerch den Elektrolyt (de Raum tëscht der Anode an der Kathode) ze passéieren.

KATHODE: an der Kathode gesi mir ëmgedréint (op verschidde Manéieren) Ionen H + an e- Elektronen. Da geet et duer Sauerstoffatome aféieren, sou datt all dës Elementer wëllen sammelen, wat dann zu der Schafung vun engem Waassermolekül féiert, besteet aus zwee Waasserstoffatome an engem Sauerstoffatom. Oder d'Formel: 2e- + 2H+ + O2 = H2O

Recolte?

Wa mir nëmmen den Auto selwer betruechten, nämlech d'Effizienz vum Tank bis zum Enn vun de Rieder (Materialtransformatioun / mechanesch Verstäerkung), si mir hei e bëssen ënner 50%. Tatsächlech huet d'Batterie eng Effizienz vu ronn 50%, an den Elektromotor - ongeféier 90%. Dofir hu mir als éischt 50% Filteren, an dann 10%.

Wa mir d'Effizienz vun engem Kraaftwierk berücksichtegen, deen Energie generéiert, dann hu mir virun der Produktioun vu Waasserstoff oder souguer d'Verdeelung vum Stroum (am Fall vu Lithium) 25% fir Waasserstoff a 70% fir Stroum (ongeféier duerchschnëttlech, selbstverständlech ).

Liest méi iwwer d'Rentabilitéit hei.

Ënnerscheed tëscht engem Waasserstoffauto an engem Lithium Batterie Elektroauto?

D'Autoen si genee d'selwecht, ausser hiren "Energietank". Dofir sinn dës elektresch Gefierer déi Rotor-Statormotoren benotzen (Induktioun, permanent Magnete oder souguer reaktiv).

Wann eng Lithium-Batterie och duerch eng chemesch Reaktioun dran funktionéiert (eng Reaktioun déi natierlech Elektrizitéit produzéiert: méi genee Elektronen), kënnt näischt draus, et gëtt nëmmen eng intern Transformatioun. Fir zréck op säin ursprénglechen Zoustand (oplueden), ass et genuch fir de Stroum ze passéieren (mat dem Secteur verbannen) an d'chemesch Reaktioun fänkt erëm an de Géigendeel Richtung. De Problem ass datt et Zäit brauch, och mat Superchargers.

Fir e Waasserstoffmotor, deen e klassesche Elektromotor ass, dee vun enger Brennstoffzell (dh Waasserstoff) ugedriwwe gëtt, verbraucht d'Batterie Waasserstoff während enger chemescher Reaktioun. Et gëtt duerch en Auspuff eidel gemaach, deen Waasserdamp läscht (d'Resultat vun enger chemescher Reaktioun).

Dofir, aus enger logescher Siicht, kënne mir all Elektroauto un en Waasserstoffauto adaptéieren, et geet duer d'Lithiumbatterie mat enger Brennstoffzell ze ersetzen. Also, an Ärem Verständnis vum "Waasserstoffmotor" sollt haaptsächlech als Elektromotor ugesi ginn (kuckt wéi et hei funktionnéiert). Hien ass onbedéngt no him, net well hien als Entitéit tanken ass.

Déi chemesch Reaktioun op der Basis vun dëser Tablet produzéiert Erhëtzenaus Stroum (wat mir fir den Elektromotor brauchen) an Waasser.

Firwat net iwwerall?

D'Haaptrei technesch Problem mat Wasserstoff ass mat Stockage Sécherheet Zesummenhang. Tatsächlech, wéi LPG, ass dëse Brennstoff geféierlech well et brennbar gëtt beim Kontakt mat der Loft (an dat ass net alles). Also de Problem ass net nëmmen den Auto mat Brennstoff ze fëllen, awer och en Tank ze hunn, deen staark genuch ass fir all Accident ze widderstoen. Natierlech sinn déi zousätzlech Käschte och e groussen Drag, an et schéngt manner liewensfäeg wéi eng Lithium-Ion Batterie, déi an de Käschten erofgeet.

Schlussendlech ass d'Produktiouns- a Verdeelungsnetz op der Welt ganz ënnerentwéckelt, a Regierunge wëllen Waasserstoff duerch Elektrolyse mat erneierbaren Energiequellen produzéieren (vill Experte schwätzen vun engem utopesche Schema, deen net an eiser "plötzlecher" Realitéit realiséiert ka ginn).

Schlussendlech gëtt et eng besser Chance datt konventionell Elektrizitéit d'Léisung vun der Wiel fir d'Zukunft wäert sinn, anstatt Waasserstoff, dee fir eng Rei vun Uwendungen iwwer individuell Mobilitéit benotzt gëtt.

All Kommentarer a Reaktiounen

leschte Kommentar gepost:

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

Hallo,

Merci fir dës staark an interessant Iddien. Ech verloossen de Site mat engem neie Feierblumm a mengem ale Gehir.

Perséinlech sinn ech iwwerrascht datt, ausser wat ech iwwer Atom-U-Booter weess, keen e perfekte Motor fir d'Strooss entwéckelt huet. Et war jo deen de Philips op der Bréisseler Motor Show 1971 enthüllt huet, mat 200 PS. op zwee Piston.

De Philips huet seng Operatiounen 1937-1938 ugefaang an 1948 erëm opgaang.

Am Joer 1971 hu se e puer honnert Päerd pro Piston behaapt. Zënter kann ech näischt fannen ... Natierlech, Secret Defense.

Wat iwwer Gasturbinmotoren?

Deng Laternen kënnen e bësse Waasser op meng Denkmillen addéieren.

Merci fir Äert Wëssen a Populariséierung.

Den Я. 1 Reaktioun (en) op dëse Kommentar:

• Admin SITE ADMINISTRATOR (2021-09-27 11:40:25): Et ass vill Spaass ze liesen, merci.

  Ech weess net genuch iwwer dës Zort Motor ze Riichter, wahrscheinlech wéinst Käschten, Gréisst, schwéier Ënnerhalt, Moyenne Effizienz?

  Bedenkt datt et néideg ass eng Léisung ze hunn, déi de Gas erhëtzt erlaabt, an dofir ass seng Uwendung op engem normale ëffentlechen Auto potenziell geféierlech (an datt et iwwer Zäit konstant wäert sinn).

  Kuerz gesot, ech de Verdacht datt Dir op eng méi genee an zouversiichtlech Äntwert gehofft hutt ... Entschëllegt.

(Äre Post ass sichtbar ënner dem Kommentar no der Verifikatioun)

Schreift e Kommentar

Mat der elektrescher Formel E fannt Dir dat: