Топливные элементы

Информация » Гибридные автомобили » Топливные элементы

Страница 1

Топливный элемент — продукт наиболее изощренной технологической мысли, который обеспечит долгосрочный ответ на проблему вредных выбросов в атмосферу и исчерпания нефтяных запасов. Основной принцип топливного элемента заключается в том, что он повторяет школьный лабораторный эксперимент по электролизу, в котором электрический ток, проходящий через воду, разлагает ее на кислород и водород.

В топливном элементе кислород (из воздуха) и водород заполняют противоположные стороны слоя реактива, в котором, с помощью катализатора, они образуют воду и в процессе этой реакции производится электрический ток. Было разработано несколько типов топливных элементов, хотя только один тип, протонно-обменная мембрана (proton exchange membrane — «РЕМ»), работает при довольно низких температурах (порядка 80°С), что делает возможным их применение в транспортных средствах.

Однако в конце 90-х, топливный элемент РЕМ казался очень большим, дорогим и малоэффективным. Провал в надеждах на широкое использование электромобилей привел к массовым исследовательским программам по топливным элементам, потому что топливные элементы оказались единственно достойной альтернативой, имеющей те же самые экологические преимущества.

Можно с уверенностью сказать, что процесс был очень быстрым и к 1999 году многие из производителей автомобилей, включая Daimler Chrysler, Ford, General Motors, Honda и Toyota, продемонстрировали автомобили на топливных элементах с удовлетворительной работоспособностью и поведением, хотя они продолжали иметь высокую стоимость.

Некоторый вид прогресса заметен в демонстрационных моделях Daimler Chrysler NECAR. Компания выступила с этой моделью впервые в 1994 году, когда ее NECAR 1 представлял собой минивэн, в котором оставалось место только для водителя, а все остальное пространство занимал экспериментальный силовой узел. Двумя годами позже NECAR II, выполненный на базе минивэна V-класса, имел уже шесть мест для пассажиров, а силовая установка располагалась в задней части под полом. К 1999 году в автомобиле NECAR 4, изготовленном на базе маленького А-класса, вся система топливных элементов размещалась под полом, оставляя место для четырех пассажиров и багажа.

Теоретически топливные элементы не производят ничего, кроме электричества и воды. Практически картина не так проста, хотя потенциальные проблемы связаны в основном с преобразованием топлива, бензина или метанола, в водород, необходимый для топливного элемента. Альтернатива заключается в использовании в автомобиле сжатого или сжиженного водорода, но в этом случае заправка автомобиля не настолько удобна. Хотя в 1999 и 2000 годах возникали горячие дебаты по поводу предпочтительных видов топлива между сторонниками бензина, метанола и водорода, каждый из которых отстаивал свою точку зрения.

Использование бензина — самый простой способ, несмотря на то, что требуемый бензин должен иметь совсем другие характеристики, чем сейчас: не этилированный, с полностью исключенными добавками и примесями (особенно серой). Бензин стоит перед проблемой, которая рано или поздно наступит: он станет очень дорогим, когда исчерпаются основные запасы. Кроме того, использование бензина мало поможет в решении проблемы с выбросами СО,. Топливные баки могут быть заправлены метанолом точно так же, как бензиновые, но очевидно, что нужна полностью новая сеть заправочных станций, распределение и заправочные колонки.

Использование водорода может сделать систему на топливных элементах гораздо проще, но возникнут огромные сложности при решении вопросов в отношении того, как хранится топливо, передается и распределяется, что потребует принятия серьезных мер безопасности. Потенциально топливные элементы очень эффективны. Еще в 1824 году французский ученый Карно доказал, что двигатель внутреннего сгорания, работающий циклами расширения и сжатия, не может иметь эффективность более 50% при преобразовании тепловой энергии (являющейся химической энергией сгорающего топлива) в механическую. Топливный элемент не имеет движущихся частей (по крайней мере, внутри самого элемента), и поэтому они не подчиняются закону Карно. Естественно, они будут и меть большую эффективность, чем 50%, и особенно выгодны при низких нагрузках, на которых двигатели внутреннего сгорания значительно теряют свою эффективность.[2]

Страницы: 1 2

Еще по теме:

Комплекс автомобильной диагностики КАД
Рис. 2 Комплекс автомобильной диагностики КАД КАД-400-02/ТК7 – конфигурация "Профи-Евро". Типы диагностируемых автомобилей: карбюраторные отечественные; карбюраторные импортные; инжекторные отечественные; инжекторные импортные; дизельные отечественные; дизельные импортные. Позволяет произ ...

Выбор и обоснование типа промежуточной станции
При выборе типа промежуточной станции учитывались: - категория железнодорожной линии; - количество главных путей; - размеры и характер движения поездов; размеры и характер грузовой работы; климатические, геологические, гидрологические и другие условия; В соответствии с Инструкцией по проектированию ...

Определение коэффициента перехода от цикла к году
Пробег автобуса за год отличается от пробега автобуса за цикл, поэтому для определения количества ТО и КР за год необходимо сделать пересчет полученных значений, используя переходный коэффициент от цикла к году. η г = Lт / Lк = Дрг * αв / Дэц (2.8) где Д рг - дни работы в году; αв - ...


Навигация

Copyright © 2019 - All Rights Reserved - www.transpexplore.ru