A cikk tartalma:
- Egy kis történelem
- A hidrogénmotorok jellemzője
- A hidrogénmotorok fő előnyei és hátrányai
- A legnépszerűbb autók hidrogén belső égésű motorral
"A hidrogén a jövő tüzelőanyaga" - ezzel az üzenettel vezetik be a hidrogén ICE -ket a közlekedési és légiközlekedési iparba.
Nem véletlen, hogy a hidrogén vezető szerepet tölt be az összes többi alternatív energiaforrás között - a lehető legkörnyezetbarátabb, megújuló erőforrásokkal rendelkezik, és a legnagyobb hatékonysággal rendelkezik a benzin- és dízelüzemű klasszikus motorokhoz képest.
A tagadhatatlan előnyök mellett azonban a hidrogénmotornak számos hátránya is van, amelyek még nem teszik lehetővé, hogy masszívvá tegyék, és teljesen kiszorítsák a "káros" benzin- és dízelmotorokat.
Egy kis történelem
Az emberiség a közelmúltban kezdett gondolkodni a környezet védelmének szükségességén, de a tudósok jóval korábban elkezdtek gondolkodni a hagyományos belső égésű motor cseréjéről.
Tehát François Isaac de Rivaz tudós, Franciaország szülötte kezéből az első hidrogénmotort 1806 -ban gyártották. 1841 -ben Nagy -Britannia megkapta az első szabadalmi megállapodást a hidrogénmotor gyártásáról, és 1852 -ben német tudósokat képes belsőégésű motor létrehozására.levegő-hidrogén keverékkel működő.
A hidrogénmotorok bevezetésének terveit azonban meghiúsították az 1870 után elterjedt benzinmotorok.
A hidrogénre csak 1941 -ben emlékeztek meg alternatív tüzelőanyagként, az ostromlott Leningrádban. Ezután B. Shelishch szovjet technikus léghidrogén "koktélt" használt léggömbök indítására.
Aztán a hidrogént ismét elfelejtették, egészen addig, amíg a hetvenes években a világméretű üzemanyagválság be nem kopogtatott az ajtón. A 70 -es évek végén a BMW autógyártó kiadta első hidrogénnel működő autóját, majd más cégek is követték példáját, köztük az amerikai General Motors és a Ford, a japán Honda és mások.
Ennek ellenére, amint a válság alábbhagyott, a hidrogén, mint energiaforrás iránti érdeklődés ismét elhalványult. És most, évtizedekkel később, az emberiségnek ismét eszébe jutott léte, amelyet nemcsak a környezetvédők aktivizálása, hanem az üzemanyagárak emelkedése is elősegített.
A hidrogénmotorok jellemzője
Szerkezetileg a hidrogénmotor nem sokban különbözik a szokásos belső égésű motoroktól. Tartalmaz dugattyúkat, égéskamrát és hajtórúd-forgattyús mechanizmust is. Tehát mi a különbség?
A tény az, hogy a hidrogénmotorok más módszert alkalmaznak az üzemanyag -keverék ellátására és az azt követő égésre. Ezenkívül a hidrogén elégetése sokkal kevesebb időt vesz igénybe, mint a kőolaj alapú üzemanyagok esetében. A különbségek jelentéktelenek, és első pillantásra úgy tűnhet, hogy nem nehéz egy hagyományos ICE -t hidrogénné alakítani, de ez nem így van.
Számos probléma a hidrogénmotor használatával:
- A hidrogént nehéz beszerezni. Nem titok, hogy a vízben található, és joggal tekintik a világ legelterjedtebb kémiai elemének, bár tiszta formájában gyakorlatilag nincs jelen. Ez azt jelenti, hogy az autót fel kell szerelni egy speciális zárt típusú berendezéssel - egy elektrolizátorral, amely felelős a víz felosztásáért és a hidrogén előállításáért. A gyakorlatban azonban egy ilyen berendezést nehéz gyártani, ami nagyban befolyásolja annak végső költségét.
- A magas préselési hőmérséklet miatt a hidrogén könnyen reagál az erőmű különböző fém elemeivel és még a motorolajjal is.
- Még egy kis hidrogénszivárgás is felmelegített elosztóval érintkezve tüzet okozhat. Ezért ma hidrogénmotorok készítésekor csak forgóerőműveket használnak, mivel ezek csökkentik a tűzveszélyt a szívó- és kipufogócsatornák közötti nagyobb távolság miatt.
Ennek ellenére a legtöbb probléma megoldódott eddig, nem csak forgó berendezéseken, hanem dugattyús mechanizmusokat használó motorokban is, ami lehetővé teszi, hogy a hidrogén továbbra is a benzin / dízel legígéretesebb helyettesítője maradjon.
A hidrogénmotorok fő előnyei és hátrányai
A hidrogénmotorok fő előnyei:
- magas szintű környezetbarát, mivel a vízgőz az égés eredménye. A hidrogén kiégésekor a motorolaj is kiég, azonban a mérgező kipufogógáz mennyisége többször is kevesebb, mint amikor benzint vagy "nehéz" üzemanyagot égetnek;
- nagy hatékonyság, amely többszöröse a dízel- vagy benzinüzemanyaggal működő klasszikus erőművekénél;
- viszonylagos szerkezeti egyszerűség, valamint a drága és megbízhatatlan üzemanyag -ellátó rendszerek hiánya, amelyek szintén veszélyesek;
- zajtalanság.
A jelentős előnyök ellenére a hidrogénmotoroknak elegendő hátránya van:
- a tiszta hidrogén előállításának magas ára és összetettsége;
- a hidrogén utántöltésre alkalmas töltőállomások fejletlen infrastruktúrája;
- a hidrogén -üzemanyag szállítására és használatára vonatkozó nemzetközi szabványok hiánya;
- az üzemanyag -alkatrészek magas költsége és a hidrogénmotorok karbantartása;
- a hidrogén üzemanyag tárolásával kapcsolatos nehézségek. A tudósok még mindig nem jutottak közös nevezőre az éghető hidrogén tárolására szolgáló tartályok gyártásához felhasználandó anyag tekintetében;
- az autó össztömegének növekedése a hidrogénmotor jelenléte miatt, amely észrevehetően nehezebb, mint a most elterjedt benzin- és dízelmotorok.
Ezenkívül a hidrogénpalackokat rendszeresen ellenőrizni és tanúsítani kell, amit csak szakképzett és engedéllyel rendelkező szakemberek végezhetnek.
A legnépszerűbb autók hidrogén belső égésű motorral
A képen: Riversimple Rasa
Annak ellenére, hogy a tudósok továbbra is elgondolkodnak a hidrogénmotorok használatával kapcsolatos jelenlegi problémákon, a hidrogénüzemű autók száma tovább növekszik. A leghíresebb hidrogénüzemű autók:
- Toyota Mirai FCV - az autó először 2013 -ban debütált, de csak 2015 -ben került forgalomba. A benne kapható palackok mintegy 500 km -es "hatótávolságot" biztosítottak.
- BMW 750hL, amelynek koncepcióváltozatát még 2000 -ben mutatták be. Az autó speciális hidrogéntartállyal van felszerelve, amelynek tartaléka elegendő a 300 km -es távolság megtételéhez.
- A Honda Clarity egy másik autó, amely a klasszikus üzemanyag helyett hidrogént használ. A modell fő előnyei a látványos megjelenés és a hidrogén autók mércéje szerint lenyűgöző, 589 km teljesítménytartalék.
- A Riversimple Rasa egy kicsi hidrogén autó, eredetileg az Egyesült Királyságból. Fő jellemzője az alacsony súly (alig több mint 500 kg) és a lenyűgöző teljesítménytartalék - körülbelül 500 km.
Emellett a gyártók továbbra is bemutatják a hidrogén koncepcióautókat, köztük az Audi H-tron Quattro-t, a hidrogénes Mercedes GLC-t, a Nikola One teherautót a Nikola Motor-tól, a H2 Speed szuperautót a Pininfarina tervezőházától és még sok mást.
Következtetés
Számos hátrány ellenére a hidrogén a legígéretesebb tiszta energiaforrássá válhat a következő 30-40 évben. Csak meg kell találnunk egy hatékony módszert a hidrogén előállítására, és ki kell alakítanunk egy infrastruktúrát annak végső fogyasztóhoz való eljuttatásához, és akkor az emberiség örökre elfelejti nemcsak az üzemanyagot, hanem a környezeti válságot is.
