Geleceğin yakıtı hidrojen mi?

hidrojen

Jardines de Viveros hidrojen arabaları Hibrit, gazlı ve elektrikli otomobillerin öne çıkmasıyla ikinci sıraya düştüler. Ancak hidrojen, çevreye saygı açısından elektrikli araçlardan çok daha üstün avantajlarla geleceğin yakıtı olabilir. Ve elektrikli arabaların emisyonu yok, ancak pilleri, lityum üretimi ve geri dönüşümü ve atık yönetimi nedeniyle ciddi bir çevresel sorun teşkil ediyor. Oysa hidrojen altın yumurtlayan kazdır, hepsi birer avantajdır...

Hidrojen nedir?

hidrojen

El hidrojen Atom numarası 1 olan, en basit element olmasıyla karakterize edilen periyodik tablonun kimyasal bir elementidir. Çok hafif bir gazdır, depolanabilir ve kendi başına kirletici emisyonlar üretmez. Bu özellikleri ile yakıt olarak kullanım için mükemmel bir adaydır. Ayrıca yeryüzünde çok bol miktarda bulunur ve kimyasal işlemlerle kolaylıkla üretilebilir. Bu tür gazları üretmek için yenilenebilir enerji bile kullanılabilir. Bu nedenle, yenilenebilir enerji elde etmenin bir yolu da olabilir.

hidrojen türleri

Hidrojeni elde edilme şekline göre sınıflandıran bir renk terminolojisi vardır. bilmek önemlidir mevcut hidrojen türleri, Ne:

  • Gri hidrojen: Bu tür hidrojen, doğal gaz gibi fosil yakıtların dönüştürülmesiyle elde edilir. Şu anda üretilmesi en ucuz hidrojen ama üretim sırasında atmosfere CO2 salınıyor, bu yüzden onu elde etmenin temiz bir yolu değil. Günümüzde en ucuz ve en çok üretilenidir.
  • mavi hidrojen: Fosil yakıtlardan elde edilen başka bir hidrojen türüdür, ancak bu kez işlem sırasında oluşan CO2 emisyonlarını atmosfere salınmayacak şekilde yakalayıp depolayabilen tekniklerle, böylece daha az çevresel etkiye sahiptir. gri. Elbette üretimi sırasındaki emisyonlar tamamen ortadan kalkmaz ama azaltılır. Bu tür hidrojenin üretim fiyatı orta düzeydedir.
  • yeşil hidrojen: Üçünün en iyisi ve hakkında çok konuşulacak. Bu yenilenebilir hidrojen, suyun elektrolizi yoluyla elde edilir, bu nedenle işlem sırasında herhangi bir kirlilik oluşmaz. Ayrıca elektroliz sistemlerini beslemesi rüzgar veya güneş gibi yenilenebilir enerjilerle yapıldığından sürdürülebilir ve tamamen temiz bir yakıttır. Ancak, şu anda önceki ikisinden daha küçük miktarlarda üretiliyor ve en pahalısı.

Buradaki zorluk, diğer tüm hidrojenleri yeşil hidrojenle değiştirmek ve bu şekilde doğru yakıtı al.

Hidrojen nasıl elde edilir?

yeşil hidrojen

Hidrojen, bir önceki bölümde de gördüğümüz gibi, çeşitli şekillerde üretilebilir. Ancak üretim sürecinde yer alan enerji ne olursa olsun, şimdi şuna bakalım: bu gazın elde edilebileceği yollar çok bol:

  • moleküler dönüşüm: Bu teknik, hidrojen elde etmek için bir dizi kimyasal reaksiyondan elde edilir. En yaygın kullanılan teknikler arasında petrol sahalarından elde edilen doğal gazın kullanılması gelmektedir. Doğal gazın yapıldığı hidrojenden karbonu ayırmak için yüksek sıcaklıkta buhar kullanılır. Bir yandan dihidrojen, diğer yandan karbondioksit bu şekilde elde edilir.
  • gazlaştırma: Kömür veya biyokütleden elde edilen su buharı ve saf oksijen ile gazlaştırmayı sağlayan bir yöntemdir. Bir reaktörde kömür veya biyokütle çok yüksek sıcaklıklarda yakılır. Bu yanma, yüksek derecede toksik olan karbon monoksit (CO) ve dihidrojen de dahil olmak üzere gazları serbest bırakır.
  • suyun elektrolizi: Dünyanın çoğu sudan oluştuğu için hem sürdürülebilirlik açısından hem de bolluk açısından üç yöntemden en iyi olanıdır. Bu nedenle denizlerin ve okyanusların sularından elde edilebilir. Bunun için elektrotların yerleştirildiği bir su deposu kullanılır. Sürekli bir elektrik akımı uygulanarak su molekülleri (H2O), oksijen (O2) ve hidrojene (H2) ayrılır. Bu elektriğin güç kaynağı güneş veya rüzgar gibi yenilenebilir enerji olduğunda, bu hidrojenin yeşil olduğu söylenir.

Bir hidrojen motoru (yakıt hücresi) nasıl çalışır?

hidrojen motoru

İhtiyacımız olduğunda hidrojeni enerjiye dönüştürmek, hidrojen gazı, bir yakıt hücresine kanalize edildiği belirli tanklarda depolanabilir. Orada tekrar havadaki oksijenle yeniden birleştirilir (içten yanmalı bir motorda havanın silindire girerek yanmaya neden olması gibi), bu da enerjik bir reaksiyon üretir ve böylece enerji elde edilir. Bu şekilde, bu tür motorların ürettiği tek atık su olduğundan, atmosfere hiçbir şekilde kirletici gaz salınmaz. Havadaki oksijenin hidrojenle yeniden birleştirilmesi, işlemde H2O molekülleri oluşturur. Elektroliz yoluyla hidrojeni yeniden üretmek de dahil olmak üzere başka amaçlar için kullanılabilecek bir su.

Yakıt hücrenizdeki hidrojen ve oksijen arasındaki bu reaksiyon sayesinde, hücreyi hareket ettirmek için elektrik üretilir. elektrik motoru ve aracı sür. Yani, hidrojen arabaları, enerjilerini bir lityum pilden veya çevreyi kirleten başka bir türden veya emisyonları da olan bir hibrit motordan almasalar da esasen elektriklidir. Ancak bu tipteki bazı araçlarda, başka bir zamanda kullanılmak üzere tüketilmeyen enerjiyi depolamak için bir batarya bulunabilir. Örneğin, güç talebi yüksek olduğunda, yakıt pilinden gelen enerjinin tamamı tüketilirken, düşük olduğunda bir kısmı elektrik motorlarına yönlendirilebilir ve bir kısmı da bataryada depolanabilir.

Bu araçların birçoğunda ayrıca bir rejeneratif fren, yani frenlemeden elektrik enerjisi biriktirmek, böylece hidrojen tüketimini azaltmaya ve daha iyi özerklik elde etmeye yardımcı olmak. Ve daha önce de belirttiğim gibi, oluşan tek atık, egzoz borunuzdan atacağınız sudur.

Gelince bir hidrojen yakıt hücresi aracının bileşenleri, biz var:

  • güç kontrol ünitesi: yakıt hücresindeki gücün dağıtımını, pillerin şarj edilmesini ve bu elektrik enerjisinin kullanımını en uygun şekilde kontrol eden bir sistemdir.
  • Elektrik motoru: Bir veya daha fazla olabilir. Bu genellikle, aracı itmek için yakıt hücresinden veya pilden gelen elektriği güce dönüştürecek olan kalıcı bir mıknatıslı senkron motordur.
  • yakıt pili voltaj dönüştürücü: motorlar için yeterli voltajı elde etmek üzere hidrojen yakıt hücresi tarafından üretilen elektriği adapte edebilen sistemdir.
  • yakıt hücresi grubu: Tanklardan hidrojen ve havadan oksijen temini ile gelen kimyasal enerjinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü bileşen, sistemin gerçek kalbidir.
  • Pil: Batarya, yakıt hücresi tarafından üretilen ve yavaşlamadan geri kazanılan enerjiyi depolamakla ve ayrıca yüksek talep durumunda hızlanma sırasında yakıt hücresinin gücünü güçlendirmekle görevlidir.
  • yüksek basınç tankları: Hidrojen, yüksek basınçlı tanklarda güvenli bir şekilde saklanmalıdır. Ek olarak, aşırı basınç valfleri, hidrojen sızıntısı durumunda bir uyarı ve üç katmanlı bir yapı olacaktır: biri fiberglas takviyeli polimerden, bir ara polimerden ve üçüncüsü karbon fiber takviyeli plastikten yapılmıştır. Her şey çok yüksek basınçlara dayanacak.

yakıt hücresi çalışması

yakıt hücresi

söyledik ki, yakıt hücresiveya Hidrojen Yakıt Hücreli Elektrikli Araç (FCEV), atmosferdeki havadaki hidrojen ve oksijen arasındaki reaksiyondan elektrik enerjisi üretmekten sorumludur. O elektriği üretmek için elektrokimyasal reaksiyonlar kullanılır. Yakıt hücreleri, elektrolitin her iki tarafında bir anot ve bir katot kullanacaktır. Örneğin, anoda hidrojen beslenir ve elektrolitten katoda akan pozitif yüklü iyonları üretmek için bir katalizör kullanılır. Bu sırada katotta hava sisteme çekilir ve yan ürünler olarak ısı ve su üretmek için bir katalizör, hidrojen iyonları ve elektronlarla birleşir. Bu, elektrik üreten bir akımı indükler.

Bir hidrojen aracı sürmeyi deneyimleyin

Karda sürüş ipuçları, sürmeye başlamak için en iyi arabalar

Uygulamada, bir hidrojen aracı sürerken deneyim, akülü bir elektrikli araçla neredeyse aynıdır. Bununla birlikte, bazı küçük farklılıklar var, birçoğu zaman içinde, teknoloji ilerledikçe rafine edilecek, elektrikli otomobillerde de olduğu gibi, sunulan ilk modellerden şimdiki modellere kadar çok şey değişti, ancak elektrikli otomobiller. nispeten genç..

Otomotiv mühendisleri için zorluk, hidrojen yakıt hücrelerinin sürekli güçle en iyi şekilde çalışır. Bununla birlikte, geleneksel bir aracın, şehir içi veya otoyol gibi farklı yollarda sürüşü sırasındaki güç talepleri, güç dağıtımında değişiklik yapılmasını gerektirir. Mümkün olan en iyi sonuçları sağlamak için mühendislerin üzerinde çalıştığı bir şey.

Örneğin, Toyota Mirai'nin bir 90 kW (120 beygir gücü) anma gücü. Ancak bu, yüksek hızlı otoyol ivmesi için yeterli değildir, bu nedenle Toyota (diğer HFCV üreticileri gibi), benzinli-elektrikli hibrit araçlarda kullanılanlara çok benzeyen, düşük kapasiteli, yüksek voltajlı bir pil ekler. talep etti. Ayrıca bu, yakıt pilleri ile çok güçlü arabaların yapılamayacağı anlamına gelmez, aslında Hyperion XP-1 süper otomobil, 0-100 km/s hızlanmasını yaklaşık 2.6 saniyede gerçekleştirebilen ve maksimum 356 km/s.

Bir yakıt olarak hidrojenin avantajları ve dezavantajları

lehte ve aleyhte olanlar

Son olarak, vurgulamak önemlidir avantajlar ve dezavantajlar araçlar için yakıt olarak hidrojen kullanmak zorunda olan:

Avantaj

Arasında avantaj Yakıt olarak hidrojen kullanımından elde ettiğimiz:

  • Sıfır emisyon: Hidrojenli araçlar yalnızca yan ürün olarak su salar. Bu nedenle çevreye katkıda bulunursunuz.
  • Hızlı yakıt ikmali: Dizel veya benzinde olduğu gibi hidrojen depolarını tekrar doldurmanız gerekeceğinden yakıt ikmali sadece birkaç dakika sürecektir. Pillerini tamamen şarj etmek için uzun süre fişe takılması gereken elektrikli olanlarla hiçbir ilgisi yoktur. Ek olarak, bir elektrikli otomobilin ortalama maliyeti 8.5 km'de yaklaşık 100 Euro'dur, dizel veya benzin gibi yakıtlara harcanan tutara benzer. Bunun yerine, hidrojen daha ucuz olabilir.
  • AB hedeflerini karşılar: AB tarafından emisyonları azaltmak için belirlenen hedefler, hidrojen araçları tarafından karşılanandan daha fazladır. 2030 için AB teklifinde, kirletici gazların emisyonlarının% 35 oranında azaltılması amaçlanıyor ve hidrojen arabası 0 yayar.
  • Asgari bakım: Bu elektrik motorları minimum, basit ve ucuz bakıma ihtiyaç duymalarının yanı sıra oldukça güvenilirdirler. Dolayısıyla bu konuda içten yanmalı motorlu bir araç kadar yatırım yapmanız gerekmeyecektir.
  • Sessiz: Elektrikli olanlar kadar sessizdirler, dolayısıyla birçok şehirde var olan gürültü kirliliğine katkıda bulunmazlar.
  • Büyük özerklik: hidrojen arabalarının daha fazla özerkliği var, bu çok önemli bir şey. Elektrikli araçlar ortalama 300 km menzil sunarken, hidrojenli araçlar bunun iki katından fazlasını başarabiliyor. Yakın gelecekte 2000 km'den fazla özerkliğe bile ulaşabilirler.
  • Sıfır Emisyon: DGT Sıfır Emisyon çıkartması ile şehirlerde tek kuruş ödemeden park edebilirsiniz, böylece şehir içi sürüşlerde elektrikli arabalarla aynı avantajlara sahip olabilirsiniz.
  • Aşırı sıcaklıklara dayanabilir: %100 elektrikli arabaların aksine, hidrojen arabaları daha aşırı sıcaklıklarda çalışabilir. Aracın performansında veya özerkliğinde neredeyse hiç fark edilmeyecek, elektrikli olanlarda olan bir şey.

Dezavantajları

Tabii ki, hidrojen araçları da var dezavantajları, herşey gibi. En belirgin olanları:

  • Fiyatı: Çok olgun bir teknoloji olmadığı için hidrojenli araçlar konvansiyonel arabalardan veya elektrikli arabalardan daha yüksek fiyatlara sahip. Bu nedenle dikkat edilmesi gereken bir detaydır. Ancak, ne kadar güvenilir oldukları göz önüne alındığında, uzun vadede yakıttan ve servisten tasarruf edebilirsiniz. Ek olarak, yakıt hücreleri ve ayrıca hidrojen tankları oluşturma teknolojisi daha olgunlaşacağından, bu arabaların fiyatlarının zaman geçtikçe düşme eğiliminde olacağı söylenmelidir, bu da yüksek basınçlara dayanmak ve sızıntıları önlemek için çok güvenli olmalıdır. patlamalara neden olabilecek kazalarda.
  • Yakıt ikmali için birkaç nokta: Şu anda elektrikli arabada olduğu gibi azınlık bir tahrik teknolojisi olduğundan, yakıt ikmali yapılacak çok nokta yok. Bu yavaş yavaş değişmeli. Örneğin İspanya'da, Sevilla, Albacete, Puertollano, Zaragoza, Huesca ve Barbastro'da yalnızca yaklaşık 6 puan olduğu için siteler bir elin parmaklarında sayılabilir. Almanya gibi diğer ülkelerde zaten bu türden daha fazla araca sahip ve 500'e kadar yakıt ikmal noktasına ulaşma hedefi var.
  • Model çeşitliliği az: Çok yaygın bir teknoloji olmadığı için, şu anda aralarından seçim yapabileceğiniz az sayıda marka ve model var, ancak bu da zaman geçtikçe değişecek ve üreticiler daha büyük ölçekte üretiyor. Ayrıca, yakıt ikmal noktalarının veya hidrojen ağının olmaması, bu tür araçların satışını teşvik etmeye yardımcı olmuyor. Ancak, zaten Toyota Mirai, Hyundai Nexo, Honda Fuel Cell Clarity, Hyperion XP-1, BMW i Hydrogen NEXT, vb. gibi harika hidrojen arabalarınız var.
  • kompakt değil: Hidrojen tanklarının ve yakıt hücresinin karmaşıklığı göz önüne alındığında, bu arabaların boyutları daha büyük olma eğilimindedir, bu nedenle küçük boyutlu araçlar arıyorsanız, bunu unutabilirsiniz. En azından şimdilik, daha yüksek bir sıkıştırma derecesi elde edilene kadar. Bazı durumlarda bile, diğer mekanik bileşenler, alanın bir kısmını kapladığından, gövde genellikle çok geniş değildir. Bu anlamda elektrikli olanlara benzerler.
  • peligroso: Hidrojen oldukça uçucu ve yanıcıdır. Bu nedenle hidrojen tanklarının çok dayanıklı ve güvenli, darbelere dayanıklı, ek güvenlik sistemleri ile sızıntıları önleyen ve yüksek basınçlara dayanıklı olması gerekir. Hepsi sürücüleri ve diğer yolcuları güvende tutmak için. Bu, güvenlik düzenlemeleri göz önüne alındığında, yakıt hücresi ve tankların genellikle daha sınırlı bir kullanım ömrüne sahip olması gibi başka bir türetilmiş soruna yol açar. Şu anda, bir hidrojen tankının sınırının 15 yıl olduğu ve bu sürenin sonunda yenisiyle değiştirilmesi gerekeceği tahmin edilmektedir. Yakıt hücresine gelince, bazı üreticiler yavaş yavaş bu konuda gelişme gösterseler de, yaklaşık 15 km kullanım yaptıktan sonra gücünü %225.000 oranında azaltabileceğini tahmin ediyorlar.

Bizi Google Haberler'de takip edin

İlk yorumu siz

Yorumunuzu bırakın

E-posta hesabınız yayınlanmayacak. Gerekli alanlar ile işaretlenmiştir *

*

*

  1. Verilerden sorumlu: Miguel Ángel Gatón
  2. Verilerin amacı: Kontrol SPAM, yorum yönetimi.
  3. Meşruiyet: Onayınız
  4. Verilerin iletilmesi: Veriler, yasal zorunluluk dışında üçüncü kişilere iletilmeyecektir.
  5. Veri depolama: Occentus Networks (AB) tarafından barındırılan veritabanı
  6. Haklar: Bilgilerinizi istediğiniz zaman sınırlayabilir, kurtarabilir ve silebilirsiniz.