car >> машина >  >> Уход за автомобилем
  1. Авто ремонт
  2.   
  3. Уход за автомобилем
  4.   
  5. Двигатель
  6.   
  7. Электромобиль
  8.   
  9. Автопилот
  10.   
  11. Автомобиль Фото

Каков коэффициент энергоэффективности водородных топливных элементов?


Вместо сжигания топлива, как в обычных двигателях, водородные топливные элементы работают посредством электрохимического процесса. Для производства электричества атомы водорода ионизируются на одной стороне электролитной мембраны. В то время как протоны проскальзывают, электроны должны пройти долгий путь по внешней цепи, создавая электрический ток при своем движении. Как только электроны достигают другой стороны и соединяются с протонами, водород соединяется с кислородом в воздухе, в результате чего образуется немного тепла и воды в качестве побочных продуктов.

>Сверхэффективный водород

На базовом уровне процесс довольно эффективен. В зависимости от типа водородного топливного элемента коэффициент полезного действия имеет тенденцию составлять в среднем около 60 процентов от общего количества энергии, высвобождаемой в описанном выше процессе. Тем не менее, крупномасштабные водородные топливные элементы с расплавленным карбонатом или твердым оксидом в качестве мембраны электролита могут использовать как тепло, так и электричество для дополнительной эффективности, достигая 85 процентов. Между тем, по данным Министерства энергетики США, портативные топливные элементы, такие как мембраны из полимерного электролита (PEM), используемые в автомобилях на топливных элементах, имеют КПД от 50 до 60 процентов.

Хорошо, но как это сравнить с обычной машиной? Невероятно хорошо. Как ни круто запускать наши автомобили на том, что в основном сводится к контролируемым взрывам и жидким динозаврам, двигатели внутреннего сгорания совсем не эффективны. Не считая времени, проведенного на холостом ходу, потерь энергии в трансмиссии, аэродинамического сопротивления и трения, большинство бензиновых двигателей теряют около 62 % своей топливной энергии только на бесполезное тепло.

>Проблема производства

Но всегда есть подвох, когда вы возитесь с термодинамикой и эффективностью использования энергии. В случае с водородом это проблема производства. Водород может быть самым распространенным элементом во Вселенной, но если вы не хотите спуститься на поверхность солнца (принесите холодный напиток и обувь на толстой подошве!), вы нигде не найдете этот элемент бесплатно. Водород здесь, на Земле, всегда с чем-то связан, а это означает, что его необходимо извлекать, а это дорогой, трудоемкий процесс и требует огромного количества энергии.

В настоящее время большая часть нашего водорода производится путем электролиза или путем его выделения из природного газа в процессе, называемом паровой конверсией. . (Природный газ также является ископаемым топливом.) Хотя паровой риформинг является наиболее распространенным методом промышленного производства водорода, он требует много тепла и крайне неэффективен. Водород, полученный при паровом риформинге, на самом деле имеет меньше энергии, чем природный газ, с которого начинается паровой риформинг. Кроме того, в отличие от водородных топливных элементов, этот процесс приводит к загрязнению окружающей среды, поэтому на самом деле более эффективно использовать в качестве топлива сами углеводороды.

Однако есть надежда. Хотя мы до сих пор не нашли жизнеспособного способа получить дешевый водород, дела идут лучше. Стоимость материалов падает, и есть несколько потенциально более простых способов их сбора, таких как использование водорослей, производящих водород, и использование метана со свалок. Водородное будущее может быть уже в обозримом будущем или, по крайней мере, в виде точки на горизонте.

>Дополнительная информация

Статьи по теме

  • Соберите водородный топливный элемент на своей кухне
  • Как работают автомобили на водороде
  • Опасно ли водородное топливо?

>Источники

  • Сапли, Курт. «Не делайте ставку на водородный автомобиль в ближайшее время». Вашингтон пост. 17 ноября 2009 г. (28 июля 2010 г.). http://www.washingtonpost.com/wpdyn/content/article/2009/11/16/AR2009111602668.html
  • Министерство энергетики США. «Передовые технологии и энергоэффективность». Руководство по экономии топлива. 2010 г. (22 июля 2010 г.). http://www.fueleconomy.gov/feg/atv.shtml
  • Министерство энергетики США. «Вызовы». Руководство по экономии топлива. 2010. (22 июля 2010 г.). http://www.fueleconomy.gov/feg/fcv_challenges.shtml
  • Министерство энергетики США. «Транспортные средства на топливных элементах». Руководство по экономии топлива. 2010 г. (22 июля 2010 г.). http://www.fueleconomy.gov/feg/fuelcell.shtml
  • Программа Министерства энергетики США по водороду. «Водородные топливные элементы». Информационный бюллетень Министерства энергетики США по топливным элементам. Октябрь 2006 г. (22 июля 2010 г.). www.hydrogen.energy.gov/pdfs/doe_fuelcell_factsheet.pdf

Электромобиль

British Gas установит пункты зарядки на дому для клиентов VW Group

Двигатель

Iridium Vs. Платиновые свечи зажигания:в чем разница?

Уход за автомобилем

4 действия, если в вашем автомобиле закончился бензин

Авто ремонт

Технические специалисты Firestone:эксперты по ремонту тормозов