Eldsneytisafala í fólksbílum nú þegar arðbær?

Þar til nýlega var eldsneytisfrumutækni aðeins fáanleg fyrir notkun sem ekki var í viðskiptalegum tilgangi. Það var til dæmis notað í geimflugi og hinn mikli kostnaður við að framleiða 1 kW af orku útilokaði nánast notkun þess á stærri skala. Hins vegar fékk uppfinningin, sem var hönnuð af William Grove, að lokum víðtæka notkun. Lestu þér til um vetnisfrumur og athugaðu hvort þú hafir efni á bíl með slíkum aflgjafa!

Hvað er efnarafala?

Það er sett af tveimur rafskautum (neikvæð rafskaut og jákvæð bakskaut) aðskilin með fjölliða himnu. Frumur verða að framleiða rafmagn úr eldsneyti sem þeim er veitt. Það er mikilvægt að hafa í huga að ólíkt hefðbundnum rafhlöðurafrumum þarf ekki að koma þeim fyrir rafmagni fyrirfram og sjálf efnarafalinn þarfnast ekki hleðslu. Aðalatriðið er að útvega því eldsneyti sem í þeim tækjum sem hér um ræðir samanstendur af vetni og súrefni.

Eldsneytisfrumur - Kerfishönnun

Eldsneytisafala farartæki þurfa vetnisgeymar. Það er frá þeim sem þetta frumefni fer inn í rafskautin, þar sem rafmagn er framleitt. Kerfið er venjulega einnig búið miðlægri einingu með breyti. Hann breytir jafnstraumi í riðstraum sem hægt er að nota til að knýja rafmótor. Það er hann sem er hjarta bílsins, sem sækir kraft hans frá núverandi einingum.

Eldsneytisselar og meginreglan um rekstur

Til þess að efnarafala geti framleitt rafmagn er efnahvörf nauðsynleg. Til þess eru vetnis- og súrefnissameindir úr andrúmsloftinu settar á rafskautin. Vetnið sem gefur frá sér forskautið er orsök sköpunar rafeinda og róteinda. Súrefni úr andrúmsloftinu fer inn í bakskautið og hvarfast við rafeindir. Hálfgegndræpa fjölliða himnan skilar jákvæðum vetnisróteindum til bakskautsins. Þar sameinast þau anjónum oxíða, sem leiðir til myndunar vatns. Aftur á móti fara rafeindirnar sem eru við rafskautið í gegnum rafrásina til að framleiða rafmagn.

Eldsneytissel - umsókn

Utan bílaiðnaðarins hefur efnarafalinn mörg forrit. Það er hægt að nota sem raforkugjafa á stöðum án ókeypis aðgangs að rafmagni. Auk þess virka frumur af þessu tagi vel í kafbátum eða geimstöðvum þar sem ekki er aðgangur að andrúmslofti. Að auki knýja efnarafalar farsíma vélmenni, heimilistæki og neyðaraflskerfi.

Eldsneytisfrumur - kostir og gallar tækninnar

Hverjir eru kostir efnarafala? Það veitir hreina orku án neikvæðra áhrifa á umhverfið. Hvarfið framleiðir rafmagn og vatn (venjulega í formi gufu). Þar að auki, í neyðartilvikum, til dæmis við sprengingu eða opnun tanks, sleppur vetni, vegna lítillar massa þess, lóðrétt og brennur í þröngum eldsúlu. Efnarafalinn sker sig einnig úr hvað varðar skilvirkni þar sem hann nær árangri á bilinu 40-60%. Þetta er stig sem ekki er hægt að ná fyrir brennsluhólf og við skulum muna að þessar breytur er enn hægt að bæta.

Vetnisþáttur og ókostir þess

Nú nokkur orð um galla þessarar lausnar. Vetni er algengasta frumefni jarðar, en það myndar efnasambönd við önnur frumefni mjög auðveldlega. Það er ekki auðvelt að fá það í hreinu formi og krefst sérstakt tækniferlis. Og þessi (að minnsta kosti í bili) er mjög dýr. Þegar kemur að vetnisefnarafali er verðið því miður ekki uppörvandi. Þú getur ekið 1 kílómetra jafnvel 5-6 sinnum meira en þegar um rafmótor er að ræða. Annað vandamálið er skortur á innviðum fyrir vetniseldsneyti.

Eldsneytisafala farartæki - dæmi

Talandi um bíla, hér eru nokkrar gerðir sem keyra efnarafal með góðum árangri. Einn vinsælasti efnarafalabíllinn er Toyota Mirai. Þetta er vél með tankum sem rúmar meira en 140 lítra. Hann er búinn aukarafhlöðum til að geyma orku við rólegan akstur. Framleiðandinn heldur því fram að þessi Toyota-gerð geti ekið 700 kílómetra á einni bensínstöð. Mirai er með 182 hö afl.

Önnur ökutæki sem þarf til að framleiða rafmagn eru:

• Lexus LF-FC;
• Honda FCX Clarity;
• Nissan X-Trail FCV (eldsneytissafa farartæki);
• Toyota FCHV (eldsneytisfrumu tvinnbíll);
• efnarafal Hyundai ix35;
• Eldsneytissafa rafmagnsrúta Ursus City Smile.

Á vetnisfruman möguleika á að sanna sig í bílaiðnaðinum? Tæknin til að framleiða rafmagn úr efnarafrumum er ekki ný af nálinni. Hins vegar er erfitt að gera það vinsælt meðal fólksbíla án ódýrs tækniferlis til að fá hreint vetni. Jafnvel þótt eldsneytisfrumubílar fari í sölu til almennings, gætu þau samt verið á eftir hvað varðar kostnaðarhagkvæmni fyrir meðalökumann. Því virðast hefðbundin rafbílar enn vera áhugaverðasti kosturinn.