Как работает водородный автомобиль?

Водородный автомобиль, также известный как автомобиль на водородных топливных элементах (FCV), работает иначе, чем обычные автомобили с бензиновым двигателем. Вот обзор того, как работает водородный автомобиль:

<б>1. Хранение водорода :Водород хранится в баке высокого давления на борту автомобиля. Водород обычно сжимается примерно до 700–1000 бар (10 000–15 000 фунтов на квадратный дюйм).

<б>2. Реакция топливных элементов :Сердцем водородного автомобиля является его топливный элемент. Внутри топливного элемента газообразный водород (H2) реагирует с кислородом (O2) из ​​воздуха с образованием электричества, воды и тепла. В топливном элементе происходит следующая химическая реакция:

2H2 + O2 → 2H2O + Тепло + Электричество

<б>3. Протонообменная мембрана (ПЕМ) :Внутри топливного элемента имеется протонообменная мембрана (ПЕМ), которая разделяет молекулы водорода и кислорода. PEM пропускает положительно заряженные ионы водорода (протоны), блокируя при этом электроны.

<б>4. Производство электроэнергии :Когда ионы водорода проходят через PEM, они соединяются с молекулами кислорода и электронами на другой стороне мембраны. Эта реакция генерирует электрический ток, который приводит в действие электродвигатель автомобиля.

<б>5. Электродвигатель :Электричество, вырабатываемое топливным элементом, приводит в движение электродвигатель, приводящий в движение колеса автомобиля. Подобно электромобилю, электродвигатель обеспечивает необходимый крутящий момент и скорость для движения автомобиля.

<б>6. Вода как побочный продукт :Единственным выбросом от автомобиля на водородных топливных элементах является водяной пар. В результате химической реакции в топливном элементе в качестве побочного продукта образуется чистая вода, которая выбрасывается через выхлопную систему.

<б>7. Заправка водородом :Водородные автомобили можно заправлять на водородных заправочных станциях. Заправка водородом аналогична заправке автомобиля с бензиновым двигателем, но требует специального оборудования и обученного персонала.

Преимущества водородных автомобилей :

- Нулевые выбросы :Автомобили на водородных топливных элементах выделяют только водяной пар, что делает их экологически безопасными и способствует чистоте воздуха.

- Высокая эффективность :Водородные топливные элементы очень эффективны в преобразовании водорода в электричество, что приводит к увеличению запаса хода по сравнению с транспортными средствами с бензиновым двигателем.

- Быстрая заправка :Заправка водородом может быть относительно быстрой, подобно заправке автомобиля с бензиновым двигателем.

Проблемы водородных автомобилей :

- Производство водорода и инфраструктура :В настоящее время инфраструктура производства и распределения водорода ограничена, что приводит к дефициту водородных заправочных станций.

- Высокие производственные затраты :Транспортные средства на водородных топливных элементах и ​​инфраструктура, необходимая для производства и распределения водорода, по-прежнему дороги.

- Хранилище водорода :Для хранения водорода в сжатом виде требуются резервуары высокого давления, которые могут быть громоздкими и увеличивать вес автомобиля.

В целом, водородные автомобили предлагают многообещающую альтернативу обычным автомобилям с бензиновым двигателем с точки зрения экологичности и эффективности. Однако для широкого внедрения транспортных средств на водородных топливных элементах необходимо решить проблемы, связанные с производством водорода, инфраструктурой и затратами.