롯 수소차 그들은 하이브리드, 가스 및 전기 자동차의 탁월함으로 XNUMX위로 강등되었습니다. 그러나 수소는 미래의 연료가 될 수 있으며 환경 보호 측면에서 전기 자동차보다 훨씬 뛰어난 이점을 가지고 있습니다. 전기 자동차는 배기 가스가 없지만 배터리는 리튬 생산과 재활용 및 폐기물 관리로 인해 심각한 환경 문제를 나타냅니다. 그러나 수소는 황금알을 낳는 거위, 모두 장점...
수소 란?
El 수소 주기율표의 화학 원소로 원자 번호 1번으로 가장 단순한 것이 특징입니다. 매우 가벼운 기체로 저장이 가능하고 자체적으로 오염 물질을 배출하지 않습니다. 이러한 특성으로 인해 연료로 사용하기에 완벽한 후보입니다. 또한 지구상에 매우 풍부하며 화학 공정을 통해 쉽게 생산할 수 있습니다. 재생 가능 에너지를 사용하여 이러한 유형의 가스를 생산할 수도 있습니다. 따라서 재생 가능 에너지를 얻는 방법도 될 수 있습니다.
수소의 종류
수소를 얻은 방식에 따라 수소를 분류하는 색 명명법이 있습니다. 다음을 아는 것이 중요합니다. 기존 유형의 수소, 다음과 같이 :
- 회색 수소: 이러한 유형의 수소는 천연 가스와 같은 화석 연료를 개질하여 얻습니다. 현재 가장 저렴하게 생산할 수 있는 수소지만, 생산 과정에서 대기 중으로 CO2가 배출되기 때문에 깨끗한 방법은 아니다. 오늘날 가장 저렴하고 가장 많이 생산됩니다.
- 푸른 수소: 화석연료에서 얻는 또 다른 종류의 수소인데, 이번에는 그 과정에서 발생하는 CO2 배출량을 포집하여 저장할 수 있는 기술로 대기 중으로 배출되지 않아 기존보다 환경에 미치는 영향이 적습니다. 회색. 물론 생산 중 배출물이 완전히 제거되지는 않지만 감소합니다. 이 유형의 수소 생산 가격은 중간입니다.
- 녹색 수소: XNUMX인방중에서 제일 잘나서 많이 회자될 예정입니다. 이 재생 가능한 수소는 물의 전기 분해를 통해 얻어지므로 공정 중에 오염이 발생하지 않습니다. 또한 전기분해 시스템에 공급하기 위해 풍력이나 태양열과 같은 재생 가능 에너지로 이루어지므로 지속 가능하고 완전히 깨끗한 연료입니다. 그러나 현재 이전 두 개보다 적은 양으로 생산되며 가장 비쌉니다.
도전 과제는 다른 모든 수소를 녹색 수소로 대체하는 것입니다. 올바른 연료를 얻으십시오.
수소는 어떻게 얻나요?
이전 섹션에서 살펴본 것처럼 수소는 다양한 방법으로 생산할 수 있습니다. 그러나 생산 과정에 포함된 에너지와 관계없이 이제 다음을 살펴보겠습니다. 이 가스를 얻을 수 있는 방법 너무 풍부:
- 분자 변형: 이 기술은 수소를 얻기 위한 일련의 화학 반응에서 달성됩니다. 가장 널리 사용되는 기술 중 하나는 유전에서 얻은 천연 가스를 사용하는 것입니다. 고온 증기는 천연 가스가 만들어지는 수소에서 탄소를 분리하는 데 사용됩니다. 이것이 한편으로는 이수소를, 다른 한편으로는 이산화탄소를 얻는 방법입니다.
- 가스화: 석탄이나 바이오매스에서 나오는 수증기와 순수한 산소로 가스화하는 방식이다. 원자로에서 석탄이나 바이오매스는 매우 높은 온도에서 연소됩니다. 이 연소는 독성이 강한 일산화탄소(CO)와 이수소를 포함하는 가스를 방출합니다.
- 물의 전기분해: 지구는 대부분이 물로 구성되어 있기 때문에 지속 가능성과 풍요의 측면에서 셋 중 가장 좋은 방법입니다. 따라서 바다와 바다의 물에서 얻을 수 있습니다. 이를 위해 전극을 삽입한 물탱크를 사용한다. 연속적인 전류를 가하면 물 분자(H2O)가 산소(O2)와 수소(H2)로 분리됩니다. 이 전기의 동력원이 태양열이나 풍력과 같은 재생 에너지일 때 이 수소는 녹색이라고 합니다.
수소 엔진(연료 전지)은 어떻게 작동합니까?
우리가 필요할 때 수소를 에너지로 전환, 수소 가스는 연료 전지로 전달되는 특정 탱크에 저장할 수 있습니다. 그곳에서 다시 공기 중의 산소와 재결합하여(내연 기관에서 공기가 연소를 일으키기 위해 실린더에 들어갈 때 발생하는 것처럼) 활발한 반응을 일으켜 에너지를 얻습니다. 이러한 방식으로 어떤 종류의 오염 가스도 대기 중으로 방출되지 않습니다. 이러한 유형의 엔진에서 생성되는 유일한 폐기물은 물이기 때문입니다. 공기 중의 산소와 수소의 재결합은 그 과정에서 H2O 분자를 생성합니다. 전기분해를 통해 수소를 재생하는 것을 포함하여 다른 목적으로 사용될 수 있는 물.
연료 전지에서 수소와 산소 사이의 이러한 반응 덕분에 전기가 생성되어 전기 모터와 차량 운전. 즉, 수소 자동차는 리튬 배터리나 공해를 유발하는 다른 유형이나 배기 가스가 있는 하이브리드 엔진에서 에너지를 얻지는 않지만 본질적으로 전기 자동차입니다. 그러나 이러한 유형의 일부 차량에는 다른 시간에 사용하기 위해 소비되지 않는 에너지를 저장하는 배터리가 있을 수 있습니다. 예를 들어, 전력 수요가 높으면 연료 전지에서 나오는 모든 에너지가 소비되고, 낮으면 일부는 전기 모터로 전환되고 일부는 배터리에 저장될 수 있습니다.
이러한 차량의 대부분은 또한 회생 제동, 즉, 제동에서 전기 에너지를 축적하여 수소 소비를 줄이고 더 나은 자율성을 달성하는 데 도움이 됩니다. 그리고 앞서 언급했듯이 생성되는 유일한 폐기물은 배기관을 통해 배출되는 물입니다.
용으로 수소연료전지차 부품, 우리는 :
- 전원 제어 장치: 연료 전지의 동력 전달과 배터리 충전 및 이 전기 에너지의 사용을 최적으로 제어하는 시스템입니다.
- 전기 모터: 하나 이상이 있을 수 있습니다. 이것은 일반적으로 연료 전지 또는 배터리의 전기를 차량을 추진하는 동력으로 변환하는 영구 자석 동기식 모터입니다.
- 연료 전지 전압 변환기: 모터에 적절한 전압을 얻기 위해 수소 연료 전지에서 생성된 전기를 조정할 수 있는 시스템입니다.
- 연료 전지 그룹: 탱크에서 공급되는 수소와 공기에서 공급되는 산소에서 오는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 시스템의 진정한 심장부입니다.
- 배터리: 배터리는 연료전지에서 발생하는 에너지와 감속 시 회복되는 에너지를 저장하고 수요가 많은 경우 가속 시 연료전지의 동력을 보강하는 역할을 합니다.
- 고압 탱크: 수소는 고압 탱크에 안전하게 보관해야 합니다. 또한 과압 밸브, 수소 누출 시 경고 및 XNUMX중 구조가 있습니다. 하나는 유리 섬유 강화 폴리머로, 중간 폴리머는 중간 폴리머로, 세 번째는 탄소 섬유 강화 플라스틱으로 만들어집니다. 매우 높은 압력을 견딜 수 있는 모든 것.
연료 전지 작동
우리는 말했다 연료 전지, 또는 수소 연료 전지 전기 자동차 (FCEV)는 대기 중의 공기에서 수소와 산소의 반응으로 전기 에너지를 생성하는 역할을 합니다. 음, 그 전기를 생산하기 위해 전기 화학 반응이 사용됩니다. 연료 전지는 전해질의 양쪽에 양극과 음극을 사용합니다. 예를 들어, 수소는 양극에 공급되고 촉매는 전해질을 통해 음극으로 흐르는 양전하 이온을 생성하는 데 사용됩니다. 한편 음극에서는 공기가 시스템으로 유입되어 촉매, 수소 이온 및 전자와 결합하여 부산물로 열과 물을 생성합니다. 이것은 전류를 유도하여 전기를 생성합니다.
수소차 운전체험
실제로 수소차를 운전할 때 경험은 배터리 전기 자동차의 경험과 거의 동일합니다.. 그러나 약간의 차이가 있습니다. 기술이 발전하면 시간이 지남에 따라 많은 부분이 개선될 것입니다. 비교적 어린..
자동차 엔지니어의 과제는 수소 연료 전지가 일정한 힘으로 가장 잘 작동. 그러나 도시나 고속도로와 같은 다른 도로를 주행할 때 기존 차량의 전력 수요는 전력 공급의 변화를 요구합니다. 가능한 최상의 결과를 제공하기 위해 엔지니어가 작업하는 것입니다.
예를 들어 Toyota Mirai에는 90kW(120마력) 정격 출력. 그러나 고속 고속도로 가속에는 충분하지 않으므로 다른 HFCV 제조업체와 마찬가지로 Toyota는 가솔린-전기 하이브리드 차량에 사용되는 것과 같은 저용량, 고전압 배터리를 추가하여 추가 가속 및 출력을 달성하는 데 도움을 줍니다. 요구했다. 또한 이것은 연료 전지로 매우 강력한 자동차를 만들 수 없다는 것을 의미하지 않으며 실제로 Hyperion XP-1 슈퍼카는 약 0초 만에 100-2.6km/h에서 가속할 수 있는 수소 자동차이며 최고 속도는 356km/h.
수소를 연료로 사용하는 장점과 단점
마지막으로 강조 표시하는 것이 중요합니다. 장점과 단점 차량용 연료로 수소를 사용해야 하는
이점
중 장점들 연료로 수소를 사용함으로써 우리는 다음을 얻습니다.
- 무배출: 수소차는 부산물로 물만 배출한다. 따라서 환경에 기여합니다.
- 빠른 급유: 디젤이나 휘발유와 마찬가지로 수소 탱크를 다시 채우면 되기 때문에 연료 보급에 몇 분 밖에 걸리지 않습니다. 배터리를 완전히 충전하기 위해 오랫동안 연결해야 하는 전기 제품과 관련이 없습니다. 또한 전기 자동차의 평균 비용은 8.5km당 약 100유로로 디젤이나 휘발유와 같은 연료에 소비되는 비용과 비슷합니다. 대신 수소가 더 저렴할 수 있습니다.
- EU 목표 충족: 배기가스를 줄이기 위해 EU에서 설정한 목표는 수소 차량이 달성한 것 이상입니다. 2030년 EU 제안에서 오염 가스 배출량을 35% 줄이고 수소 자동차는 배출량이 0입니다.
- 최소 유지 보수: 이러한 전기 모터는 매우 안정적일 뿐만 아니라 최소한의 단순하고 저렴한 유지 관리가 필요합니다. 따라서 이와 관련하여 내연기관 차량만큼 많은 투자를 할 필요가 없습니다.
- 조용한: 그들은 전기 자동차만큼 조용하기 때문에 많은 도시에 존재하는 소음 공해에 기여하지 않을 것입니다.
- 더 큰 자율성: 수소 자동차는 더 큰 자율성을 가지고 있습니다. 매우 중요합니다. 전기 자동차는 평균 300km의 범위를 제공하지만 수소 자동차는 그 두 배 이상을 달성할 수 있습니다. 그들은 가까운 장래에 2000km 이상의 자율성을 달성할 수도 있습니다.
- 무배출: DGT Zero Emissions 스티커로 도심에서 한 푼도 내지 않고 주차할 수 있어 도심 주행 시 전기차와 같은 이점을 누릴 수 있습니다.
- 극한의 온도를 견딤: 100% 전기 자동차와 달리 수소 자동차는 더 극한의 온도에서도 운행할 수 있습니다. 그것은 차량의 성능이나 자율성에서 거의 눈에 띄지 않을 것입니다. 전기 자동차에서 일어나는 일입니다.
단점
물론 수소차에도 단점, 모든 것처럼. 가장 눈에 띄는 것은 다음과 같습니다.
- 가격 : 아직 완성도가 높은 기술이 아니기 때문에 수소차는 기존 자동차나 전기차에 비해 가격이 비싸다. 따라서 고려해야 할 세부 사항입니다. 그러나 장기적으로는 연료를 절약할 수 있고 작업장에서 얼마나 신뢰할 수 있는지를 고려할 수 있습니다. 또한 연료 전지와 수소 탱크를 만드는 기술이 더 성숙해질 것이기 때문에 이러한 자동차는 시간이 지남에 따라 가격이 낮아지는 경향이 있다고 말해야 합니다. 폭발로 이어질 수 있는 사고에서.
- 급유할 몇 가지 포인트: 현재 소수추진기술인 만큼 전기차와 마찬가지로 주유할 포인트가 많지 않습니다. 이것은 점차적으로 변해야 합니다. 예를 들어 스페인에서는 Seville, Albacete, Puertollano, Zaragoza, Huesca 및 Barbastro에 약 6개의 지점만 있기 때문에 한 손의 손가락으로 사이트를 셀 수 있습니다. 독일과 같은 다른 국가에서는 이미 이러한 유형의 차량을 더 많이 보유하고 있으며 최대 500개의 주유 지점에 도달하는 것을 목표로 하고 있습니다.
- 다양한 모델: 그렇게 널리 보급된 기술이 아니기 때문에 현재 선택할 수 있는 브랜드와 모델이 거의 없지만 시간이 지남에 따라 제조업체가 더 큰 규모로 생산하게 됨에 따라 이 또한 변경될 것입니다. 또한 주유소나 수소 네트워크의 부족은 이러한 유형의 차량 판매를 촉진하는 데 도움이 되지 않습니다. 그러나 Toyota Mirai, Hyundai Nexo, Honda Fuel Cell Clarity, Hyperion XP-1, BMW i Hydrogen NEXT 등과 같은 훌륭한 수소차는 이미 보유하고 있습니다.
- 컴팩트하지 않은: 수소 탱크와 연료 전지의 복잡성을 감안할 때 이러한 자동차는 크기가 더 큰 경향이 있으므로 소형 유틸리티를 찾고 있다면 잊어버릴 수 있습니다. 적어도 지금은 더 높은 수준의 다짐이 달성될 때까지. 어떤 경우에도 트렁크는 일반적으로 그다지 넓지 않습니다. 다른 기계 부품이 트렁크 공간의 일부를 차지하기 때문입니다. 이런 의미에서 그들은 전기와 유사합니다.
- 위험한: 수소는 휘발성이 강하고 인화성이 높습니다. 이러한 이유로 수소 탱크는 충격에 강하고 추가 보안 시스템으로 누출을 방지하고 고압을 견뎌야 하며 매우 견고하고 안전해야 합니다. 모두 운전자와 다른 승객을 안전하게 보호하기 위한 것입니다. 이것은 또 다른 파생된 문제로 이어지며, 이는 연료 전지와 탱크가 일반적으로 안전 규정을 고려할 때 더 제한된 유효 수명을 갖는다는 것입니다. 현재 수소탱크의 수명은 15년으로 추정되며, 이때 새 탱크로 교체해야 한다. 연료 전지의 경우 일부 제조업체는 약 15km를 사용한 후 전력을 225.000%까지 줄일 수 있다고 추정하지만 이 점에서 조금씩 개선되고 있습니다.