हायड्रोजन वाहन चालवणे (इंधन सेल)

 

इलेक्ट्रिक वाहने चालवण्याचा दुसरा पर्याय, हायड्रोजन सोल्यूशन, जर्मन आणि जपानी लोकांनी दीर्घकाळ अभ्यास केला आहे. युरोप, ज्याला टेस्ला अस्थिर मानतो, तरीही या तंत्रज्ञानावर पॅकेज ठेवण्याचा निर्णय घेतो (जागतिक स्तरावर, कार चालविण्याच्या एकमेव उद्देशासाठी नाही). चला तर मग पाहू या हायड्रोजन कार कशी काम करते, जी म्हणूनच फक्त इलेक्ट्रिक कारचा एक प्रकार आहे.

देखील वाचा:

• हायड्रोजन कार व्यवहार्य आहे का?
• इंधन सेलचे फायदे आणि तोटे काय आहेत

हायड्रोजन कारचे अनेक प्रकार

सध्याचे तंत्रज्ञान इलेक्ट्रिक मोटर्सला उर्जा देण्यासाठी इंधन पेशी वापरणाऱ्या कारसाठी आहे, तर हायड्रोजनचा वापर अंतर्गत ज्वलन वाहनांसाठी देखील केला जाऊ शकतो. हा एक वायू आहे ज्याचा वापर एलपीजी आणि सीएनजीप्रमाणेच आमच्या वाहनांमध्ये केला जातो. तथापि, ही कल्पना सोडून दिली गेली, पिस्टन इंजिन खरोखरच काळाच्या अनुरूप आहे ...

ही आहे हायड्रोजनवर चालणारी टोयोटा मिराई. हे यूएसएमध्ये विकले जाते, ते फ्रान्समध्ये नाही, कारण तेथे हायड्रोजन वितरण बिंदू नाही ... इलेक्ट्रिकल टर्मिनल्ससह उशीर झाल्यामुळे, आम्ही आधीच हायड्रोजनमध्ये मागे आहोत!

ऑपरेशन तत्त्व

जर आपल्याला एका वाक्यात सिस्टमचा सारांश सांगायचा असेल तर मी असे म्हणेनतो विद्युत मोटर कोण सोबत चालतो carburant प्रदूषण न करणारा (ऑपरेशनमध्ये, उत्पादनात नाही). प्लगने बॅटरी चार्ज करण्याऐवजी आणि त्यामुळे वीज, आम्ही ती द्रवाने भरतो. म्हणूनच आम्ही इंधन सेल प्रणाली म्हणतो (ते आहे

जमा करणे

जे इंधनासह कार्य करते

सेवन

et

टाकीतून अदृश्य होते

). खरं तर, इलेक्ट्रिक मोटरमध्ये फक्त फरक म्हणजे ऊर्जेची साठवण, येथे द्रव स्वरूपात, रासायनिक स्वरूपात नाही.

त्यामुळे, लिथियम किंवा अगदी लीड-ऍसिड बॅटरीच्या विपरीत, बॅटरी डिस्चार्ज होत आहे याची नोंद घ्यावी (ते कसे कार्य करतात ते शोधण्यासाठी लिंक पहा).

प्रक्रिया नकाशा

हायड्रोजन = संकरित?

जवळजवळ ... खरंच, त्यांच्याकडे पद्धतशीरपणे अतिरिक्त लिथियम बॅटरी आहे, ज्याची उपयुक्तता मी खाली सांगेन. म्हणून, केवळ हायड्रोजनवर ऑपरेट करणे शक्य आहे, केवळ पारंपारिक बॅटरी वापरून किंवा दोन्ही एकाच वेळी वापरणे शक्य आहे.

घटक

हायड्रोजन टाकी

आमच्याकडे एक टाकी आहे जी 5 ते 10 किलो हायड्रोजन साठवू शकते, प्रत्येक किलोग्रॅममध्ये 33.3 kWh ऊर्जा असते (इलेक्ट्रिक वाहनांच्या तुलनेत, ज्यात 35 ते 100 kWh असतात). 350 ते 700 बारच्या अंतर्गत दाबाला तोंड देण्यासाठी टाकी विशेषतः डिझाइन केलेली आणि मजबूत आहे.

इंधन सेल

इंधन सेल कारच्या इलेक्ट्रिक मोटरला पारंपारिक लिथियम बॅटरीप्रमाणे उर्जा प्रदान करेल. तथापि, त्याला टाकीमधून हायड्रोजन नावाचे इंधन आवश्यक आहे. हे खूप महाग प्लॅटिनमचे बनलेले आहे, परंतु सर्वात आधुनिक आवृत्त्यांमध्ये ते त्याशिवाय करते.

बफर बॅटरी

हे आवश्यक नाही, परंतु हे हायड्रोजन वाहनांसाठी मानक आहे. खरंच, ती बॅकअप बॅटरी, पॉवर अॅम्प्लिफायर (इंधन सेलच्या समांतरपणे काम करू शकते) म्हणून काम करते, परंतु सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, ते मंदी आणि ब्रेकिंग दरम्यान गतिज ऊर्जा पुनर्संचयित करण्यासाठी कार्य करते.

पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स

माझ्या शीर्ष आकृतीमध्ये सूचीबद्ध केलेले नाही, पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स कारच्या विविध घटकांमधून वाहणारे विविध प्रवाह नियंत्रित करते, व्यत्यय आणते आणि सुधारते (AC आणि DC प्रवाहांमध्ये रूपांतरित करते).

इंधन भरणे

इंधन सेल ऑपरेशन: उत्प्रेरक

हायड्रोजनमधून इलेक्ट्रॉन (विद्युत) काढणे हे त्यांना इलेक्ट्रिक मोटरवर पाठवण्याचे ध्येय आहे. हे सर्व नियंत्रित इलेक्ट्रोकेमिकल अभिक्रियाद्वारे केले जाते जे एका बाजूला इलेक्ट्रॉन (इंजिनच्या दिशेने) आणि दुसऱ्या बाजूला (इंधन सेलमध्ये) प्रोटॉन वेगळे करते. संपूर्ण बैठक कॅथोडवर संपते, जिथे प्रतिक्रिया संपते: अंतिम "मिश्रण" पाणी देते, जे सिस्टममधून बाहेर टाकले जाते (एक्झॉस्ट).

येथे कॅटालिसिसचे आकृती आहे, जे हायड्रोजन (रिव्हर्स इलेक्ट्रोलिसिस) पासून वीज काढणे आहे.

येथे आपण इंधन सेलचे कार्य पाहतो, म्हणजे उत्प्रेरक घटना.

हायड्रोजन H2 (म्हणजे दोन हायड्रोजन H अणू एकत्र चिकटलेले: डायहाइड्रोजन) डावीकडून उजवीकडे जाते. एनोडच्या जवळ जाताना ते त्याचे केंद्रक (प्रोटॉन) गमावते, जे शोषले जाईल (ऑक्सिडेशनच्या घटनेमुळे). इलेक्ट्रॉन नंतर इलेक्ट्रिक मोटर वापरण्यासाठी उजवीकडे त्यांच्या मार्गावर चालू ठेवतील.

या बदल्यात, आम्ही कॅथोड बाजूला O2 (कंप्रेसरला हवेतील ऑक्सिजन) इंजेक्शन देऊन सर्वकाही पुन्हा एकत्र करत आहोत, जे नैसर्गिकरित्या पाण्याचे रेणू तयार करण्यास अनुमती देईल (ज्यामुळे सर्व घटक एकाच संपूर्णमध्ये उत्प्रेरित होतील). एक रेणू जो Hs आणि Os चा संग्रह आहे).

रासायनिक / भौतिक प्रतिक्रियांचा सारांश

ANOD : एनोडवर, हायड्रोजन अणू अर्ध्यामध्ये "कट" केला जातो (H2 = 2e- + 2H+). न्यूक्लियस (एच + आयन) कॅथोडच्या दिशेने खाली येतो, तर इलेक्ट्रॉन (ई-) इलेक्ट्रोलाइटमधून (एनोड आणि कॅथोडमधील जागा) जाण्यास असमर्थतेमुळे त्यांच्या मार्गावर चालू राहतात.

कॅथोड: कॅथोडवर आपल्याला उलट (वेगवेगळ्या प्रकारे) आयन H + आणि e- इलेक्ट्रॉन दिसतात. मग ऑक्सिजन अणूंचा परिचय करणे पुरेसे आहे जेणेकरून हे सर्व घटक एकत्रित करू इच्छितात, ज्यामुळे नंतर दोन हायड्रोजन अणू आणि एक ऑक्सिजन अणू असलेले पाण्याचे रेणू तयार होते. किंवा सूत्र: 2e- + 2H+ + O2 = H2O

कापणी ?

जर आपण फक्त कारचाच विचार केला, म्हणजे चाकांच्या शेवटपर्यंत टाकीची कार्यक्षमता (मटेरियल ट्रान्सफॉर्मेशन / मेकॅनिकल मजबुतीकरण), आम्ही येथे 50% च्या खाली आहोत. खरंच, बॅटरीची कार्यक्षमता सुमारे 50% आहे, आणि इलेक्ट्रिक मोटर - सुमारे 90%. म्हणून, आमच्याकडे प्रथम 50% फिल्टरिंग आहे, आणि नंतर 10%.

उर्जा निर्माण करणाऱ्या पॉवर प्लांटची कार्यक्षमता लक्षात घेतली तर हायड्रोजन किंवा अगदी वीज वितरणापूर्वी (लिथियमच्या बाबतीत) आपल्याकडे हायड्रोजनसाठी 25% आणि विजेसाठी 70% आहे (अंदाजे सरासरी, स्पष्टपणे ).

येथे नफ्याबद्दल अधिक वाचा.

हायड्रोजन कार आणि लिथियम बॅटरी इलेक्ट्रिक कारमधील फरक?

त्यांच्या "एनर्जी टँक" शिवाय गाड्या अगदी तशाच आहेत. म्हणून, ही इलेक्ट्रिक वाहने आहेत जी रोटर-स्टेटर मोटर्स (प्रेरण, स्थायी चुंबक किंवा अगदी प्रतिक्रियाशील) वापरतात.

जर लिथियम बॅटरी तिच्या आतल्या रासायनिक अभिक्रियेमुळे देखील कार्य करते (एक प्रतिक्रिया जी नैसर्गिकरित्या वीज निर्माण करते: अधिक अचूकपणे, इलेक्ट्रॉन), त्यातून काहीही बाहेर येत नाही, फक्त अंतर्गत परिवर्तन होते. त्याच्या मूळ स्थितीत (रिचार्जिंग) परत येण्यासाठी, वर्तमान पास करणे पुरेसे आहे (सेक्टरशी कनेक्ट करा) आणि रासायनिक प्रतिक्रिया पुन्हा उलट दिशेने सुरू होईल. समस्या अशी आहे की सुपरचार्जरसह देखील वेळ लागतो.

हायड्रोजन इंजिनसाठी, जी एक क्लासिक इलेक्ट्रिक मोटर आहे जी इंधन सेलद्वारे चालविली जाते (म्हणजे हायड्रोजन), रासायनिक अभिक्रिया दरम्यान बॅटरी हायड्रोजन वापरते. ते एक्झॉस्टद्वारे रिकामे केले जाते जे पाण्याची वाफ काढून टाकते (रासायनिक अभिक्रियाचा परिणाम).

म्हणूनच, तार्किक दृष्टिकोनातून, आम्ही कोणत्याही इलेक्ट्रिक कारला हायड्रोजन कारशी जुळवून घेऊ शकतो, लिथियम बॅटरीला इंधन सेलसह बदलणे पुरेसे आहे. म्हणून, "हायड्रोजन इंजिन" बद्दलच्या तुमच्या समजुतीमध्ये प्रामुख्याने इलेक्ट्रिक मोटर म्हणून विचार केला पाहिजे (ते येथे कसे कार्य करते ते पहा). तो अपरिहार्यपणे त्याच्याकडे येत आहे, कारण त्याला एक अस्तित्व म्हणून इंधन दिले जात नाही.

या टॅब्लेटच्या तळाशी रासायनिक अभिक्रिया निर्माण होते उष्णतापासून वीज (आम्हाला इलेक्ट्रिक मोटरसाठी काय आवश्यक आहे) आणि पाणी.

सर्वत्र का नाही?

हायड्रोजनची मुख्य तांत्रिक समस्या स्टोरेज सुरक्षिततेशी संबंधित आहे. खरं तर, एलपीजीप्रमाणे, हे इंधन धोकादायक आहे कारण ते हवेच्या संपर्कात ज्वलनशील बनते (आणि इतकेच नाही). त्यामुळे समस्या केवळ कारमध्ये इंधन भरण्याची नाही, तर कोणत्याही अपघाताला तोंड देण्याइतकी मजबूत टाकी असणे ही आहे. अर्थात, अतिरिक्त खर्च देखील एक मोठा ड्रॅग आहे, आणि असे दिसते की ती लिथियम-आयन बॅटरीपेक्षा कमी व्यवहार्य आहे, ज्याची किंमत झपाट्याने कमी होत आहे.

शेवटी, जगातील उत्पादन आणि वितरण नेटवर्क अत्यंत अविकसित आहे आणि सरकारांना नूतनीकरणक्षम ऊर्जा स्त्रोतांचा वापर करून इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे हायड्रोजन तयार करायचे आहे (अनेक तज्ञ युटोपियन योजनेबद्दल बोलतात जे आपल्या "अचानक" वास्तवात साकार होऊ शकत नाही).

शेवटी, हायड्रोजनऐवजी पारंपारिक वीज हे भविष्यासाठी निवडीचे समाधान असेल, ज्याचा वापर वैयक्तिक गतिशीलतेच्या पलीकडे असलेल्या विविध अनुप्रयोगांसाठी केला जाईल.

सर्व टिप्पण्या आणि प्रतिक्रिया

डर्नियर टिप्पणी पोस्ट केली:

बर्नार्ड (तारीख: 2021, 09:23:14)

हॅलो,

या मजबूत आणि मनोरंजक कल्पनांसाठी धन्यवाद. मी माझ्या जुन्या मेंदूमध्ये नवीन फायरफ्लायसह साइट सोडेन.

वैयक्तिकरित्या, मला आश्चर्य वाटते की, मला अणु पाणबुड्यांबद्दल जे माहिती आहे त्याशिवाय, कोणीही रस्त्यासाठी योग्य इंजिन विकसित केलेले नाही. 1971 च्या ब्रुसेल्स मोटर शोमध्ये फिलिप्सने 200 एचपी क्षमतेसह अनावरण केले होते. दोन पिस्टन वर.

फिलिप्सने 1937-1938 मध्ये ऑपरेशन सुरू केले आणि 1948 मध्ये पुन्हा सुरू केले.

1971 मध्ये, त्यांनी प्रति पिस्टन अनेक शंभर अश्वशक्तीचा दावा केला. तेव्हापासून मला काहीही सापडत नाही... अर्थात सिक्रेट डिफेन्स.

गॅस टर्बाइन इंजिनचे काय?

तुझे कंदील माझ्या विचाराच्या गिरणीत थोडे पाणी घालू शकतात.

तुमच्या ज्ञानाबद्दल आणि लोकप्रियतेबद्दल धन्यवाद.

इल जे. 1 या टिप्पणीवर प्रतिक्रिया:

• प्रशासन साइट प्रशासक (2021-09-27 11:40:25): वाचायला खूप मजा आली, धन्यवाद.

  मला या प्रकारच्या इंजिनबद्दल पुरेशी माहिती नाही, बहुधा किंमत, आकार, कठीण देखभाल, सरासरी कार्यक्षमता यामुळे?

  हे लक्षात ठेवणे आवश्यक आहे की गॅस गरम करण्यास अनुमती देणारे उपाय असणे आवश्यक आहे आणि म्हणून ते नियमित सार्वजनिक कारवर वापरणे संभाव्य धोकादायक आहे (आणि ते कालांतराने स्थिर राहील).

  थोडक्यात, मला शंका आहे की तुम्ही अधिक अचूक आणि आत्मविश्वासपूर्ण उत्तराची अपेक्षा करत आहात... क्षमस्व.

(तुमची पोस्ट पडताळणीनंतर टिप्पणीखाली दिसेल)

एक टीप्पणि लिहा

इलेक्ट्रिकल फॉर्म्युला E वापरून, तुम्हाला आढळेल की: