Ag obrachadh carbad haidridean (cill connaidh)

 

Tha roghainn eile airson a bhith ag obrachadh carbadan dealain, fuasgladh haidridean, air a bhith air a sgrùdadh o chionn fhada leis na Gearmailtich agus Iapanach. Tha an Roinn Eòrpa, a tha Tesla a ’meas neo-sheasmhach, a dh’ aindeoin sin a ’co-dhùnadh pasgan a chuir air an teicneòlas seo (aig ìre cruinne, chan ann airson adhbharan càr a-mhàin). Mar sin, leig dhuinn sùil a thoirt air mar a tha an càr haidridean ag obair, agus mar sin chan eil ann ach caochladh den chàr dealain.

Leugh cuideachd:

• A bheil càr haidridean comasach?
• Dè na buannachdan agus eas-bhuannachdan a tha ann an cealla connaidh

Grunn sheòrsaichean de chàraichean hydrogen

Ged a tha an teicneòlas gnàthach airson càraichean a bhios a ’cleachdadh cheallan connaidh gus cumhachd a thoirt dha na motaran dealain aca, faodar haidridean a chleachdadh cuideachd ann a bhith a’ cur charbadan losgaidh a-staigh. Tha e gu dearbh na ghas a ghabhas a chleachdadh san aon dòigh ri LPG agus CNG a tha air a chleachdadh anns na carbadan againn mu thràth. Ach, chaidh am beachd seo a leigeil seachad, tha an einnsean piston gu mòr a rèir na h-ùine ...

Seo Toyota Mirai le cumhachd hydrogen. Tha e air a reic anns na SA, chan eil e san Fhraing, oir chan eil àite cuairteachaidh haidridean ann ... Às deidh a bhith fadalach leis na h-ionadan dealain, tha sinn mu thràth air dheireadh ann an haidridean!

Prionnsabal na h-obrach

Nam feumadh sinn geàrr-chunntas a dhèanamh air an t-siostam ann an aon abairt, chanainn sine motair dealain cò bhios a ’coiseachd le carburant neo-thruailleadh (ag obair, chan ann an riochdachadh). An àite a bhith a ’cur cosgais air a’ bhataraidh le pluga agus mar sin dealan, bidh sinn ga lìonadh le leaghan. Sin as coireach gu bheil sinn ag ainmeachadh an siostam cealla connaidh (tha e

cruinneachadh

a bhios ag obair le connadh sin

ithe

et

a ’dol à sealladh bhon tanca

). Gu dearbh, is e an aon eadar-dhealachadh le motair dealain stòradh lùth, an seo ann an leaghan, chan e cruth ceimigeach.

Mar sin, bu chòir a thoirt fa-near gu bheil am bataraidh a ’sgaoileadh, eu-coltach ri bataraidh lithium no eadhon luaidhe-aigéad (faic na ceanglaichean gus faighinn a-mach mar a tha iad ag obair).

Mapa pròiseas

Hydrogen = hybrid?

Cha mhòr ... Gu dearbh, tha bataraidh lithium a bharrachd aca gu riaghailteach, agus mìnichidh mi cho feumail sa tha e gu h-ìosal. Mar sin, tha e comasach obrachadh a-mhàin air haidridean, a ’cleachdadh bataraidh àbhaisteach a-mhàin, no eadhon an dà chuid aig an aon àm.

Components

Tanca haidridean

Tha tanca againn a tha comasach air 5 gu 10 kg de hydrogen a stòradh, agus fios againn gu bheil 33.3 kWh de lùth anns gach cileagram (an coimeas ri carbadan dealain, aig a bheil 35 gu 100 kWh). Tha an tanca air a dhealbhadh gu sònraichte agus làidir gus seasamh ri cuideam taobh a-staigh de 350 gu 700 bar.

Cill connaidh

Bheir an cealla connaidh cumhachd do motair dealain a ’chàir, dìreach mar bataraidh lithium gnàthach. Ach, feumaidh e connadh, is e sin haidridean bhon tanca. Tha e air a dhèanamh de platanam gu math daor, ach anns na dreachan as ùire bidh e a ’dèanamh às aonais.

Bataraidh bufair

Chan eil feum air an seo, ach is e an inbhe airson carbadan haidridean. Gu dearbh, tha e a ’frithealadh mar bataraidh cùl-taic, amplifier cumhachd (faodaidh e obrachadh aig an aon àm ri cill connaidh), ach cuideachd agus os cionn a h-uile càil, tha e a’ frithealadh lùth cinéiteach a thoirt air ais aig àm ath-luachadh agus breiceadh.

Leictreonaic cumhachd

Gun a bhith air a liostadh air an diagram gu h-àrd agam, tha an dealan dealan a ’cumail smachd, a’ briseadh agus a ’ceartachadh (ag atharrachadh eadar sruthan AC agus DC) na diofar sruthan a tha a’ sruthadh tro na diofar phàirtean den chàr.

Ath-fhilleadh

Obrachadh cealla connaidh: catalysis

Is e an amas dealan (dealan) a thoirt a-mach à haidridean gus an cur gu motair dealain. Tha seo uile air a dhèanamh tro ath-bhualadh dealan-cheimigeach fo smachd a bhios a ’sgaradh dealanan air aon taobh (a dh’ ionnsaigh an einnsean) agus protainnean air an taobh eile (anns a ’chill connaidh). Bidh a ’choinneamh gu lèir a’ tighinn gu crìch aig a ’chatode, far am bi an ath-bhualadh a’ tighinn gu crìch: bidh am “measgachadh” deireannach a ’toirt uisge, a tha air a phumpadh a-mach às an t-siostam (sàrachadh).

Seo diagram de catalysis, a tha a ’toirt dealan a-mach à haidridean (electrolysis cùil).

An seo chì sinn obrachadh a ’chill connaidh, is e sin iongantas catalysis.

Tha haidridean H2 (i.e. dà dadam hydrogen H air an glaodhadh ri chèile: dihydrogen) a ’dol bho chlì gu deas. Mar a bhios e a ’tighinn faisg air an anod, bidh e a’ call a niuclas (proton), a thèid a tharraing sìos (mar thoradh air an t-iongantas oxidation). Leanaidh na dealanan an uairsin air an t-slighe chun làimh dheis gus an motair dealain a chleachdadh.

Aig an aon àm, tha sinn ag ath-chuairteachadh a h-uile càil le bhith a ’stealladh O2 (ogsaidean bhon adhar le taing don fhrigeire) air taobh a’ chatode, a leigeas gu nàdarra moileciuil uisge a chruthachadh (a ghlacas na h-eileamaidean gu lèir ann an aon iomlan). moileciuil a tha na chruinneachadh de Hs agus Os).

Geàrr-chunntas de bheachdan ceimigeach / corporra

ANOD : aig an anod, tha an dadam haidridean "air a ghearradh" ann an leth (H2 = 2e- + 2H+). Tha an niuclas (H + ion) a ’teàrnadh a dh’ ionnsaigh a ’chatode, fhad‘ s a tha na dealanan (e-) a ’leantainn air an t-slighe air sgàth nach urrainn dhaibh a dhol tron ​​electrolyte (an àite eadar an anod agus catod).

CATHODE: aig a ’chatode chì sinn ions H + agus e-electronan air ais (ann an diofar dhòighean). An uairsin tha e gu leòr dadaman ocsaidean a thoirt a-steach gus am bi na h-eileamaidean sin uile airson cruinneachadh, a tha an uairsin a ’leantainn gu cruthachadh moileciuil uisge anns a bheil dà dadaman haidridean agus aon dadaman ocsaidean. No am foirmle: 2e- + 2H + +O2 = H2O

Buain?

Ma tha sinn a 'beachdachadh a-mhàin an càr fhèin,' se sin an èifeachd an tanca gu deireadh na cuibhlichean (stuth cruth-atharrachadh / meacanaigeach daingneachadh), tha sinn an seo beagan nas ìsle na 50%. Gu dearbh, tha èifeachdas bataraidh timcheall air 50%, agus an motair dealain - timcheall air 90%. Mar sin, tha sìoltachan 50% againn an-toiseach, agus an uairsin 10%.

Ma bheir sinn aire do dh ’èifeachdas inneal cumhachd a ghineas lùth, an uairsin mus dèanar haidridean no eadhon cuairteachadh dealain (a thaobh lithium) tha 25% againn airson haidridean agus 70% airson dealan (timcheall air a’ chuibheasachd, gu follaiseach ).

Leugh tuilleadh mu dheidhinn prothaid an seo.

An diofar eadar càr haidridean agus càr dealain bataraidh lithium?

Tha na càraichean dìreach mar an ceudna, ach a-mhàin an “tanca lùth” aca. Mar sin, is iad sin carbadan dealain a bhios a ’cleachdadh motaran rotor-stator (inntrigeadh, magnets maireannach, no eadhon reactive).

Ma dh ’obraicheas bataraidh lithium cuideachd le taing dha ath-bhualadh ceimigeach na bhroinn (ath-bhualadh a bheir dealan gu nàdarra: nas mionaidiche, dealanan), chan eil dad a’ tighinn a-mach às, chan eil ann ach cruth-atharrachadh a-staigh. Gus tilleadh chun stàit thùsail aige (ath-thogail), tha e gu leòr airson a dhol seachad air an t-sruth (ceangal ris an roinn) agus tòisichidh an ath-bhualadh ceimigeach a-rithist an taobh eile. Is e an duilgheadas a th ’ann gu bheil e a’ toirt ùine, eadhon le superchargers.

Airson einnsean haidridean, a tha na motair dealain clasaigeach a tha air a stiùireadh le cill connaidh (i.e. haidridean), bidh am bataraidh ag ithe haidridean rè ath-bhualadh ceimigeach. Tha e ga fhalamhachadh tro chladhach a bheir air falbh cnap uisge (toradh ath-bhualadh ceimigeach).

Mar sin, bho shealladh loidsigeach, b ’urrainn dhuinn càr dealain sam bith atharrachadh gu càr haidridean, tha e gu leòr an àite bataraidh lithium le cill connaidh. Mar sin, nad thuigse, bu chòir beachdachadh air an “einnsean haidridean” sa mhòr-chuid mar motair dealain (faic mar a tha e ag obair an seo). Tha e gu riatanach a ’tighinn thuige, chan ann air sgàth gu bheil e air ùrachadh mar eintiteas.

Bidh an ath-bhualadh ceimigeach aig bonn a ’chlàir seo a’ dèanamh teasbho dealan (na dh ’fheumas sinn airson a’ motair dealain) agus uisge.

Carson nach eil anns a h-uile àite?

Tha am prìomh dhuilgheadas teicnigeach airson haidridean co-cheangailte ri sàbhailteachd stòraidh. Gu dearbh, mar LPG, tha an connadh seo cunnartach leis gu bheil e a ’fàs lasanta air conaltradh le èadhar (agus chan eil sin uile). Mar sin chan e an duilgheadas a-mhàin a bhith a ’lìonadh a’ chàr le connadh, ach cuideachd tanca làidir gu leòr airson a bhith a ’seasamh ri tubaist sam bith. Gu dearbh, tha a ’chosgais a bharrachd cuideachd na shlaodadh mòr, agus tha e coltach nach eil e cho so-dhèanta na bataraidh lithium-ion, a tha a’ tuiteam a-steach gu mòr.

Mu dheireadh, tha an lìonra toraidh agus cuairteachaidh san t-saoghal gu math neo-leasaichte, agus tha riaghaltasan ag iarraidh haidridean a thoirt a-mach le electrolysis a ’cleachdadh stòran lùth ath-nuadhachail (tha mòran eòlaichean a’ bruidhinn air sgeama utopian nach gabh a thoirt gu buil anns an fhìrinn “obann” againn).

Aig a ’cheann thall, tha teansa nas fheàrr ann gur e dealan gnàthach am fuasgladh as fheàrr san àm ri teachd, seach haidridean, a thèid a chleachdadh airson raon de thagraidhean taobh a-muigh gluasad fa leth.

A h-uile beachd agus freagairt

Dernier iomradh air a phostadh:

Bernard (Ceann-latha: 2021, 09:23:14)

Halò,

Tapadh leibh airson na beachdan làidir is inntinneach sin. Fàgaidh mi an làrach le teine-teine ​​ùr san t-seann eanchainn agam.

Gu pearsanta, tha mi a ’cur iongnadh orm, a bharrachd air na tha fios agam mu bhàtaichean-aigeil niùclasach, chan eil duine air einnsean foirfe a leasachadh airson an rathad. Gu dearbh b ’e seo an aon Philips a chaidh fhoillseachadh aig Taisbeanadh Motair a’ Bhruiseil 1971, le 200 hp. air dà phiostail.

Thòisich Philips ag obair ann an 1937-1938 agus thòisich e a-rithist ann an 1948.

Ann an 1971, thagair iad ceudan de chumhachd each airson gach loine. Bhon uairsin chan urrainn dhomh dad a lorg ... Gu dearbh, Dìon Dìomhair.

Dè mu dheidhinn einnseanan roth-uidheam gas?

Faodaidh na lanntairean agad beagan uisge a chuir ris a ’mhuileann smaoineachaidh agam.

Taing airson d ’eòlas agus mòr-chòrdte.

Tha an Я. 1 freagairt (ean) ris a ’bheachd seo:

• Rianachd RIAGHALTAS LÀRACH (2021-09-27 11:40:25): Tha e spòrsail a bhith a ’leughadh, taing.

  Chan eil fios agam gu leòr mun t-seòrsa einnsean seo airson breithneachadh, is dòcha air sgàth cosgais, meud, cumail suas duilich, èifeachdas cuibheasach?

  Cuimhnich gu feumar fuasgladh a bhith ann a leigeas leis a ’ghas a theasachadh, agus mar sin dh’ fhaodadh a bhith ga chuir an sàs air càr poblach cunbhalach a bhith cunnartach (agus gum bi e seasmhach thar ùine).

  Ann an ùine ghoirid, tha amharas agam gu robh thu an dòchas freagairt nas cruinne agus nas misneachaile ... Duilich.

(Bidh an dreuchd agad ri fhaicinn fon bheachd an dèidh dearbhadh)

Sgrìobh beachd

A ’cleachdadh foirmle dealain E, gheibh thu: