Жеңіл автомобильдердегі жанармай жасушалары қазірдің өзінде тиімді ме?
Мазмұны
Соңғы уақытқа дейін отын ұяшықтары технологиясы тек коммерциялық емес қосымшалар үшін қол жетімді болды. Ол, мысалы, ғарыштық ұшуларда қолданылды және 1 кВт энергия өндірудің үлкен құны оны кең ауқымда пайдалануды іс жүзінде жоққа шығарды. Дегенмен, Уильям Гроув жасаған өнертабыс ақырында кең қолданыс тапты. Сутегі жасушалары туралы оқып шығыңыз және сіз осындай қуат жинағы бар көлікті сатып ала аласыз ба!
Жанармай ұяшығы дегеніміз не?
Бұл полимерлі мембранамен бөлінген екі электродтың (теріс анод және оң катод) жиынтығы. Жасушалар оларға берілген отыннан электр энергиясын өндіруі керек. Айта кету керек, дәстүрлі батарея ұяшықтарынан айырмашылығы, олар алдын ала электр қуатымен қамтамасыз етілмейді, ал отын ұяшығы зарядтауды қажет етпейді. Мәселе оны отынмен қамтамасыз ету болып табылады, ол талқыланатын құрылғыларда сутегі мен оттегіден тұрады.
Жанармай ұяшықтары - Жүйені жобалау
Жанармай ұяшықтары бар көліктерге сутегі цистерналары қажет. Олардан бұл элемент электродтарға енеді, онда электр энергиясы жасалады. Жүйе әдетте түрлендіргіші бар орталық блокпен жабдықталған. Ол тұрақты токты электр қозғалтқышын қуаттандыру үшін қолданылатын айнымалы токқа түрлендіреді. Дәл сол машинаның жүрегі, оның қуатын қазіргі агрегаттардан алатын адам.
Отын элементтері және жұмыс принципі
Отын ұяшығы электр энергиясын өндіру үшін химиялық реакция қажет. Ол үшін атмосферадан сутегі мен оттегі молекулалары электродтарға беріледі. Анодқа бөлінген сутегі электрондар мен протондардың пайда болуына себеп болады. Атмосферадағы оттегі катодқа еніп, электрондармен әрекеттеседі. Жартылай өткізгіш полимерлі мембрана катодқа оң сутегі протондарын береді. Онда олар оксидтердің аниондарымен қосылып, нәтижесінде су түзіледі. Екінші жағынан, анодтағы электрондар электр тогын өндіру үшін электр тізбегі арқылы өтеді.
Жанармай ұяшығы - қолдану
Автокөлік өнеркәсібінен тыс отын ұяшығы көптеген қолданбаларға ие. Оны электр желісіне еркін қол жеткізе алмайтын жерлерде электр энергиясының көзі ретінде пайдалануға болады. Сонымен қатар, бұл түрдегі ұяшықтар атмосфералық ауаға қол жетімділік жоқ суасты қайықтарында немесе ғарыш станцияларында жақсы жұмыс істейді. Сонымен қатар, отын ұяшықтары мобильді роботтарды, тұрмыстық техниканы және апаттық қуат жүйелерін қуаттайды.
Отын элементтері - технологияның артықшылықтары мен кемшіліктері
Жанармай ұяшығының артықшылықтары қандай? Ол қоршаған ортаға теріс әсер етпейтін таза энергиямен қамтамасыз етеді. Реакция нәтижесінде электр және су (әдетте бу түрінде) түзіледі. Сонымен қатар, төтенше жағдайларда, мысалы, жарылыс немесе резервуарды ашу кезінде, сутегі шағын массасына байланысты тігінен шығып, тар от бағанасында жанады. Жанармай ұяшығы тиімділік жағынан да ерекшеленеді, өйткені ол 40-60% диапазонында нәтижелерге қол жеткізеді. Бұл жану камералары үшін қол жетімсіз деңгей және бұл параметрлерді әлі де жақсартуға болатынын есте ұстайық.
Сутегі элементі және оның кемшіліктері
Енді осы шешімнің кемшіліктері туралы бірнеше сөз. Сутегі жер бетіндегі ең көп таралған элемент, бірақ ол басқа элементтермен оңай қосылыстар түзеді. Оны таза күйінде алу оңай емес және арнайы технологиялық процесті қажет етеді. Ал бұл (кем дегенде қазір) өте қымбат. Сутегі отын ұяшығына келетін болсақ, баға, өкінішке орай, көңіл көншітпейді. Сіз электр қозғалтқышына қарағанда 1 километрді тіпті 5-6 есе көп жүре аласыз. Екінші мәселе – сутегіге жанармай құю инфрақұрылымының жоқтығы.
Жанармай жасушалары бар көліктер - мысалдар
Автокөліктер туралы айтатын болсақ, мұнда отын элементтерін сәтті басқаратын бірнеше модель бар. Ең танымал отын жасушаларының бірі - Toyota Mirai. Бұл сыйымдылығы 140 литрден асатын цистерналары бар машина. Ол бос жүру кезінде энергияны сақтау үшін қосымша батареялармен жабдықталған. Өндіруші бұл Toyota моделі бір жанармай құю бекетінде 700 шақырым жүре алады деп мәлімдейді. Мирайдың қуаты 182 а.к.
Электр энергиясын өндіру үшін қажет басқа отын ұяшықтары бар көліктерге мыналар жатады:
- Lexus LF-FC;
- Honda FCX Clarity;
- Nissan X-Trail FCV (жанармай ұяшығы бар көлік);
- Toyota FCHV (отын элементтері бар гибридті көлік);
- отын ұяшығы Hyundai ix35;
- Ursus City Smile отын ұяшықтары бар электр автобусы.
Сутегі жасушасының автомобиль өнеркәсібінде өзін көрсетуге мүмкіндігі бар ма? Отын элементтерінен электр энергиясын өндіру технологиясы жаңа емес. Дегенмен, таза сутегін алудың арзан технологиялық процесі болмаса, оны жеңіл автокөліктер арасында танымал ету қиын. Жанармай жасушалары бар көліктер қарапайым халыққа сатылса да, олар орташа жүргізуші үшін үнемділігі жағынан артта қалуы мүмкін. Сондықтан дәстүрлі электр көліктері әлі де ең қызықты нұсқа болып көрінеді.
