Operazione di un veiculu di l'idrogenu (cellula di combustibile)

 

Una altra alternativa per u funziunamentu di i veiculi elettrichi, a suluzione di l'idrogenu, hè stata longu studiata da i tedeschi è u giapponese. L'Europa, chì Tesla cunsidereghja inestabile, decide quantunque di mette un pacchettu nantu à sta tecnulugia (in u mondu, micca per u solu scopu di propulsà e vitture). Allora fighjemu un ochju à cumu funziona a vittura di l'idrogenu, chì hè dunque solu una variante di a vittura elettrica.

Leghjite puru:

• Hè una vittura d'idrogenu viable?
• Chì sò i vantaghji è i svantaghji di una pila di carburante

Diversi tipi di vitture di l'idrogenu

Mentre a tecnulugia attuale hè per e vitture chì utilizanu pile di carburante per alimentà i so mutori elettrici, l'idrogenu pò ancu esse usatu in i veiculi di combustione interna. Hè veramente un gasu chì pò esse usatu in u listessu modu chì u GPL è u CNG digià utilizatu in i nostri veiculi. Tuttavia, sta idea hè stata abbandunata, u mutore di pistone hè veramente più in linea cù u tempu ...

Eccu una Toyota Mirai alimentata da l'idrogenu. Hè vindutu in l'USA, ùn hè micca in Francia, perchè ùn ci hè micca un puntu di distribuzione di l'idrogenu... Dopu avè fattu in ritardu cù i terminali elettrici, simu digià in ritardu in l'idrogenu !

Principiu di operazione

S'è avemu avutu à sintetizà u sistema in una frase, diceraghju chìsi mutore elettricu chì cammina cun Carburant non polluting (in operazione, micca in pruduzzione). Invece di carricà a bateria cù un plug è dunque l'electricità, l'avemu riempia di liquidu. Hè per quessa chì chjamemu u sistema di pila di carburante (hè

accumulà

chì travaglia cù carburante chì

cunsumatu

et

sparisce da u tank

). In fatti, l'unica diferenza cù un mutore elettricu hè l'almacenamiento d'energia, quì in un liquidu, micca una forma chimica.

Per quessa, deve esse nutatu chì a bateria hè scaricata, à u cuntrariu di una batteria di lithium o ancu di piombo-acidu (vede i ligami per sapè cumu travaglianu).

Mappa di prucessu

Idrogenu = ibridu?

Quasi ... In verità, anu sistematicamente una batteria di lithium extra, l'utilità di quale spiegheraghju quì sottu. Per quessa, hè pussibule operà solu nantu à l'idrogenu, solu cù una bateria cunvinziunali, o ancu i dui à u stessu tempu.

Cumpunenti

Cisterna di l'idrogenu

Avemu un tank chì pò almacenà da 5 à 10 kg d'idrogenu, sapendu chì ogni kilogramu cuntene 33.3 kWh d'energia (paragunatu à i veiculi elettrici, chì anu da 35 à 100 kWh). U tank hè apposta è robustu per sustene una pressione interna di 350 à 700 bar.

Pila à combustible

A pila di carburante furnisce u putere à u mutore elettricu di a vittura, cum'è una batteria di lithium convenzionale. Tuttavia, hà bisognu di carburante, à dì l'idrogenu da u tank. Hè fattu di platinu assai caru, ma in e versioni più muderni ùn faci senza.

Batteria tampone

Questu ùn hè micca necessariu, ma hè u standard per i veiculi di l'idrogenu. In verità, serve cum'è una bateria di salvezza, un amplificatore di putenza (pò travaglià in parallelu cù una pila di carburante), ma ancu è sopratuttu, serve per restaurà l'energia cinetica durante a decelerazione è u frenu.

Elettronica di putenza

Ùn hè micca listatu in u mo diagramma superiore, l'elettronica di putenza cuntrolla, interrompe è rettifica (cunvertisce trà i currenti AC è DC) i diversi currenti chì passanu attraversu i diversi cumpunenti di a vittura.

Rifornimentu di carburante

Funzionamentu di a pila di combustibile: catalisi

U scopu hè di caccià l'elettroni (electricità) da l'idrogenu per mandà à un mutore elettricu. Questu hè tuttu fattu per una reazzione elettrochimica cuntrullata chì separa l'elettroni da una parte (versu u mutore) è i protoni da l'altru (in a pila di carburante). A riunione sana finisci à u cathode, induve a reazzione finisci: a "mistura" finali dà l'acqua, chì hè pumped out of the system (exhaust).

Eccu un diagramma di catalisi, chì hè l'estrazione di l'electricità da l'idrogenu (elettrolisi inversa).

Quì vedemu u funziunamentu di a pila di carburante, vale à dì u fenomenu di catalisi.

L'idrogenu H2 (vale à dì dui atomi di l'idrogenu H incollati: diidrogenu) va da manca à diritta. Quandu s'avvicina à l'anodu, perde u so nucleu (proton), chì serà succhiatu (per via di u fenomenu d'ossidazione). L'elettroni cuntinueghjanu in a so strada à a diritta per usà dopu u mutore elettricu.

À u turnu, simu riassemblati tuttu injecting O2 (ossigenu da l'aria grazia à u compressore) da u cathode, chì permetterà naturalmente a furmazione di una molècula d'acqua (chì catalizarà tutti l'elementi in un unicu tutale). una molécula chì hè una cullizzioni di Hs è Os).

Riassuntu di reazzioni chimichi / fisichi

ANOD : à l'anodu, l'atomu di l'idrogenu hè "tagliatu" à a mità (H2 = 2e- + 2H+). U nucleu (H + ion) scende versu u cathode, mentri l'elettroni (e-) cuntinueghjanu nantu à a so strada per via di a so incapacità di passà per l'elettrolitu (u spaziu trà l'anodu è u cathode).

CATHODE: à u cathode vedemu inversu (in diverse manere) ioni H + è elettroni e-. Allora hè abbastanza per intruduce l'atomi di l'ossigenu per chì tutti questi elementi volenu cullà, chì poi porta à a creazione di una molècula d'acqua custituita di dui atomi d'idrogenu è un atomu d'ossigenu. O a formula: 2e- + 2H+ + O2 = H2O

A cugliera ?

Se avemu cunsideratu solu a vittura stessu, vale à dì l'efficienza di u tank à a fine di i roti (trasfurmazione di materiale / rinfurzamentu meccanicu), simu quì un pocu sottu à 50%. Infatti, a bateria hà una efficienza di circa 50%, è u mutore elettricu - circa 90%. Dunque, avemu prima 50% di filtru, è dopu 10%.

Se tenemu in contu l'efficienza di una centrale elettrica chì genera energia, allora prima di a pruduzzione di l'idrogenu o ancu a distribuzione di l'electricità (in u casu di lithium) avemu 25% per l'idrogenu è 70% per l'electricità (circa media, ovviamente). ).

Leghjite più nantu à a prufittuità quì.

Differenza trà una vittura d'idrogenu è una vittura elettrica di batteria di lithium?

E vitture sò esattamente listessi, fora di u so "tanque d'energia". Per quessa, si tratta di veiculi elettrici chì utilizanu muturi di rotore-statore (induzione, magneti permanenti, o ancu reattivi).

Sè una batteria di lithium funziona ancu grazia à una reazzione chimica dentru (una reazzione chì produce naturalmente l'electricità : più precisamente, l'elettroni), ùn ne esce nunda, ci hè solu una trasfurmazioni interna. Per vultà à u so statu uriginale (ricaricamentu), hè abbastanza per passà u currente (cunnessu à u settore) è a reazzione chimica principiarà in a direzzione opposta. U prublema hè chì ci vole tempu, ancu cù superchargers.

Per un mutore di l'idrogenu, chì hè un mutore elettricu classicu chì hè alimentatu da una pila di carburante (vale à dì, l'idrogenu), a bateria cunsuma l'idrogenu durante una reazzione chimica. Hè sviutata à traversu un scarpa chì elimina u vapor d'acqua (u risultatu di una reazzione chimica).

Dunque, da un puntu di vista lògicu, pudemu adattà ogni vittura elettrica à una vittura d'idrogenu, basta à rimpiazzà a bateria di lithium cù una pila di carburante. Allora, in a vostra intelligenza, u "motore di l'idrogenu" deve esse cunsideratu principalmente cum'è un mutore elettricu (vede cumu funziona quì). Hè necessariamente avvicinendu à ellu, micca perchè hè rifornitu cum'è entità.

A reazzione chimica à a basa di sta tableta pruduce u caloriиз l'elettricità (ciò chì avemu bisognu di u mutore elettricu) è acqua.

Perchè micca in ogni locu?

U prublema tecnicu principale cù l'idrogenu hè ligatu à a sicurità di almacenamiento. In fatti, cum'è LPG, stu carburante hè periculosu perchè diventa inflamable à u cuntattu cù l'aria (è ùn hè micca tuttu). Allora u prublema ùn hè micca solu di riempimentu di a vittura di carburante, ma ancu di avè un tank abbastanza forte per resiste à qualsiasi accidente. Di sicuru, u costu supplementu hè ancu un grande trascinamentu, è pare chì hè menu viable cà una bateria di lithium-ion, u costu di quale hè cascatu bruscamente.

Infine, a reta di pruduzzione è di distribuzione in u mondu hè assai pocu sviluppata, è i guverni volenu pruduce l'idrogenu per l'elettrolisi cù e fonti d'energia rinnuvevuli (assai sperti parranu di un schema utopicu chì ùn pò micca esse realizatu in a nostra realità "suttata").

In ultimamente, ci hè una chance megliu chì l'electricità cunvinziunali serà a suluzione di scelta per u futuru, piuttostu cà l'idrogenu, chì serà utilizatu per una gamma di applicazioni oltre a mobilità individuale.

Tutti i cumenti è e reazzione

cognomi cumentu postu:

Bernardu (Data: 2021, 09:23:14)

Bonghjornu,

Grazie per queste idee forti è interessanti. Lascià u situ cù una nova lucica in u mo vechju cervellu.

In modu persunale, sò sorpresu chì, fora di ciò chì cunnoscu di i sottumarini nucleari, nimu hà sviluppatu un mutore perfettu per a strada. Hè veramente quellu chì Philips hà presentatu à u Salone di l'Automobile di Bruxelles di u 1971, cù 200 hp. nantu à dui pistoni.

Philips hà iniziatu l'operazioni in u 1937-1938 è ripigliò in u 1948.

In u 1971, anu riclamatu parechji centu cavalli per pistone. Da tandu ùn aghju trovu nunda... Di sicuru, Difesa Secreta.

Chì ci hè di i mutori di turbine à gas?

I vostri lanterni ponu aghjunghje acqua à u mo mulinu di penseru.

Grazie per a vostra cunniscenza è popularizazione.

Il J. 1 reazione (e) à stu cummentariu:

• Admin AMMINISTRATORE DI U SITU (2021-09-27 11:40:25): Hè assai divertente di leghje, grazie.

  Ùn sò micca abbastanza di stu tipu di mutore per ghjudicà, prubabilmente per via di u costu, di dimensioni, di mantenimentu difficiule, di efficienza media ?

  Tenendu in mente chì hè necessariu di avè una suluzione chì permette di riscalda u gasu, è per quessa a so applicazione nantu à una vittura publica regulare hè potenzalmentu periculosa (è chì serà custante in u tempu).

  In cortu, sospettate chì avete aspittatu per una risposta più precisa è cunfidenza ... Scusate.

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