Dzinēju un atjaunojamās enerģijas jomā viens no galvenajiem mērķiem ir atrast alternatīvas, kas nepiesārņo atmosfēru un atbrīvo mūs no atkarības no fosilā kurināmā. Šķiet, ka dīzeļa un benzīna iekšdedzes dzinēju dienas ir skaitītas, savukārt elektriskie transportlīdzekļi pēdējos gados ir kļuvuši aktuāli. Tomēr ūdeņraža dzinēji to spēju un augstās veiktspējas dēļ kļūst par daudzsološu risinājumu.
Vai jūs interesē zināt visu par ūdeņraža dzinējiem?
Ūdeņraža dzinēja darbība
Ūdeņraža dzinēja darbība ir diezgan līdzīga elektromotora darbībai, lai gan ar vienu būtisku atšķirību: tie abi izmanto elektrību, lai virzītu transportlīdzekli, taču viņi šo enerģiju iegūst dažādos veidos.
L ūdeņraža automašīnas Tie darbojas, apvienojot divu veidu dzinējus: vienu iekšdedzes dzinēju un otru elektrisko. Galvenais ir kurināmā šūna, kas ģenerē elektrību ķīmiskā reakcijā starp uzglabāto ūdeņradi un skābekli gaisā.
Tehniskā līmenī kurināmā elementa elementiem ir pozitīvs pols (anods) un negatīvais pols (katods), kas atdalīti ar membrānu. Kad ūdeņraža joni un elektroni iziet cauri šai membrānai, tie rada elektrisko strāvu, kas tiek glabāta akumulatorā. Šo enerģiju izmanto, lai vajadzības gadījumā pārvietotu automašīnu.
Galvenā priekšrocība ir tā, ka izplūdes emisijas ir nekas vairāk kā ūdens tvaiks, padarot šos transportlīdzekļus par tīru iespēju. Lai gan ūdens tvaiki ir dabiska siltumnīcefekta gāze, to cikls atmosfērā ir ļoti īss, tāpēc to ietekme uz globālo sasilšanu ir minimāla.
Tāpēc ūdeņraža dzinējs ir tehnoloģija, kas varētu mainīt pāreju uz nulles izmešu transportu.
Ūdeņraža dzinēja problēmas
Neskatoties uz priekšrocībām, ūdeņraža dzinēji saskarties ar dažiem galvenajiem izaicinājumiem. Viena no galvenajām problēmām ir infrastruktūras trūkums ūdeņraža uzpildīšanai. Šobrīd ir ļoti maz uzlādes staciju, kas ievērojami ierobežo šo transportlīdzekļu klāstu, neskatoties uz to, ka tie var piedāvāt līdz pat 596 kilometri autonomija.
Turklāt ūdeņraža ražošanas process nav pilnībā tīrs. Lai gan automašīna ekspluatācijas laikā nerada emisijas, ūdeņraža veidošanās — vai nu ar elektrolīzi vai dabasgāzes reformēšanu — nepieciešama enerģija, kas daudzos gadījumos nāk no neatjaunojamiem avotiem, palielinot kopējās automašīnas dzīves cikla emisijas.
Salīdzinot ar elektromotoriem, ūdeņraža dzinēji var piedāvāt tādu pašu diapazonu kā iekšdedzes dzinējiem, taču paātrinājums un jauda joprojām nesasniedz tradicionālo benzīna vai dīzeļa dzinēju līmeni.
Kā jūs uzpildāt automašīnu ar ūdeņradi?
Ūdeņraža automašīnas uzlāde ir vienkāršs un ātrs process, kas līdzīgs iekšdedzes automašīnas procesam. Degvielas uzpilde tiek veikta, izmantojot šļūteni, kas noslēdz automašīnas tvertni, iesmidzinot tvertnē saspiestu ūdeņradi.
Uzlādes laiks ir viena no galvenajām ūdeņraža automašīnu priekšrocībām: Tās pilnībā uzlādējas tikai piecās minūtēs, padarot tos par daudz ērtāku iespēju nekā dažiem elektriskajiem transportlīdzekļiem, kuru pilnai uzlādei nepieciešams vairāk laika.
Ūdeņraža drošība
Viens no galvenajiem tehnoloģiskajiem izaicinājumiem, ar ko saskaras ūdeņraža transportlīdzekļu ražotāji, ir ūdeņraža tvertņu drošības nodrošināšana avārijas situācijās. Šīm tvertnēm jāiztur frontāli un sānu triecieni bez sprādziena riska.
Ūdeņraža transportlīdzekļi ir aprīkoti ar uzlabotām drošības sistēmām, kas aptur ūdeņraža plūsmu sadursmes gadījumā. Turklāt ūdeņradis ir ļoti viegla gāze, tādēļ, ja notiktu noplūde, ūdeņradis ātri izkliedētu atmosfērā un neradītu lielu risku kā citas uzliesmojošas gāzes, ko izmanto tradicionālajos transportlīdzekļos.
Ūdeņraža dzinēju mīti un patiesība
Ap ūdeņraža dzinējiem ir daudz mītu, daļēji vispārējās nezināšanas dēļ. Tālāk mēs noliedzam dažus no visizplatītākajiem:
- Tie nedarbojas tikai ar ūdeņradi: Ūdeņraža dzinēji nav atkarīgi tikai no šīs gāzes. Viņiem ir nepieciešama elektrība, lai darbotos, un kurināmā elementu tehnoloģija, lai radītu šo jaudu.
- Nepieciešama apkope: Ūdeņraža transportlīdzekļiem nav nepieciešama apkope. Lai nodrošinātu pareizu darbību, periodiski jāpārbauda elektrolīti.
- Izmaksas ir augstas: Lai gan cenas ir nedaudz samazinājušās, augstās ūdeņraža ražošanas izmaksas joprojām ir šķērslis masveida ieviešanai.
Runājot par autonomiju, daži pašreizējie modeļi, piemēram, Hyundai NEXO, ar pilnu ūdeņraža uzlādi var nobraukt līdz 666 km.
Tāpat ūdeņraža automobiļi uzrāda braukšanu un paātrinājumu, kas ir līdzīgs elektriskajiem transportlīdzekļiem, kas ir ievērojams uzlabojums salīdzinājumā ar šīs tehnoloģijas pirmajām versijām.
Ūdeņradim ir milzīgs potenciāls, taču joprojām ir jāturpina darbs pie degvielas uzpildes infrastruktūras un degvielas ražošanas izmaksu samazināšanas.
Ūdeņraža dzinējiem ir liels potenciāls kļūt par būtisku tīra transporta nākotnes sastāvdaļu. Tehnoloģijas turpina attīstīties, un, lai gan priekšā vēl ir daudz izaicinājumu, nav šaubu, ka ūdeņraža dzinēji ieņem nozīmīgu vietu ceļā uz ilgtspējību.