Bränsleceller i personbilar redan lönsamma?
Innehåll
Fram till nyligen var bränslecellsteknik endast tillgänglig för icke-kommersiella applikationer. Den användes till exempel vid rymdflygningar, och den enorma kostnaden för att producera 1 kW energi uteslöt praktiskt taget dess användning i större skala. Uppfinningen, designad av William Grove, fick dock till slut bred tillämpning. Läs om väteceller och se om du har råd med en bil med ett sådant kraftpaket!
Vad är en bränslecell?
Det är en uppsättning av två elektroder (negativ anod och positiv katod) separerade av ett polymermembran. Celler måste generera elektricitet från bränslet som tillförs dem. Det är viktigt att notera att de, till skillnad från traditionella battericeller, inte behöver förses med el i förväg, och själva bränslecellen behöver inte laddas. Poängen är att förse den med bränsle, som i de anordningar som diskuteras består av väte och syre.
Bränsleceller - Systemdesign
Bränslecellsfordon kräver vätgastankar. Det är från dem som detta element kommer in i elektroderna, där elektricitet genereras. Systemet är vanligtvis även utrustat med en centralenhet med en omvandlare. Den omvandlar likström till växelström, som kan användas för att driva en elmotor. Det är han som är hjärtat i bilen, som hämtar dess kraft från de nuvarande enheterna.
Bränsleceller och funktionsprincip
För att en bränslecell ska generera elektricitet krävs en kemisk reaktion. För att göra detta tillförs väte- och syremolekyler från atmosfären till elektroderna. Vätet som avges till anoden är orsaken till skapandet av elektroner och protoner. Syre från atmosfären kommer in i katoden och reagerar med elektroner. Det semipermeabla polymermembranet levererar positiva väteprotoner till katoden. Där kombineras de med anjoner av oxider, vilket resulterar i bildandet av vatten. Å andra sidan passerar elektronerna som finns vid anoden genom den elektriska kretsen för att producera elektricitet.
Bränslecell - applikation
Utanför bilindustrin har bränslecellen många applikationer. Den kan användas som elkälla på platser utan fri tillgång till elnätet. Dessutom fungerar celler av denna typ bra i ubåtar eller rymdstationer där det inte finns tillgång till atmosfärisk luft. Dessutom driver bränsleceller mobila robotar, hushållsapparater och nödkraftsystem.
Bränsleceller - teknikens fördelar och nackdelar
Vilka är fördelarna med en bränslecell? Det ger ren energi utan negativ påverkan på miljön. Reaktionen producerar elektricitet och vatten (vanligtvis i form av ånga). Dessutom, i nödsituationer, till exempel under en explosion eller öppning av en tank, kommer väte, på grund av sin lilla massa, ut vertikalt och brinner i en smal eldpelare. Bränslecellen sticker även ut vad gäller effektivitet då den når resultat i intervallet 40-60 %. Detta är en nivå som är ouppnåelig för förbränningskammare, och låt oss komma ihåg att dessa parametrar fortfarande kan förbättras.
Väteelement och dess nackdelar
Nu några ord om bristerna med denna lösning. Väte är det vanligaste grundämnet på jorden, men det bildar föreningar med andra grundämnen mycket lätt. Det är inte lätt att få det i sin rena form och kräver en speciell teknisk process. Och den här (åtminstone för nu) är väldigt dyr. När det gäller en vätgasbränslecell är priset tyvärr inte uppmuntrande. Du kan köra 1 kilometer till och med 5-6 gånger mer än i fallet med en elmotor. Det andra problemet är bristen på infrastruktur för vätgastankning.
Bränslecellsfordon - exempel
På tal om bilar, här är några modeller som framgångsrikt kör bränsleceller. En av de mest populära bränslecellsfordonen är Toyota Mirai. Detta är en maskin med tankar med en kapacitet på mer än 140 liter. Den är utrustad med extra batterier för att lagra energi under lugn körning. Tillverkaren hävdar att denna Toyota-modell kan resa 700 kilometer på en bensinmack. Mirai har en effekt på 182 hk.
Andra bränslecellsfordon som behövs för att generera el inkluderar:
- Lexus LF-FC;
- Honda FCX Clarity;
- Nissan X-Trail FCV (bränslecellsfordon);
- Toyota FCHV (bränslecellshybridfordon);
- bränslecell Hyundai ix35;
- Bränslecells elbuss Ursus City Smile.
Har vätecellen en chans att bevisa sig inom bilindustrin? Tekniken för att generera el från bränsleceller är inte ny. Det är dock svårt att popularisera det bland personbilar utan en billig teknisk process för att få rent väte. Även om bränslecellsfordon säljs till allmänheten kan de fortfarande släpa efter vad gäller kostnadseffektivitet för den genomsnittliga föraren. Därför verkar traditionella elfordon fortfarande vara det mest intressanta alternativet.
