Εναλλακτικά καύσιμα στον κόσμο
Λίγη ιστορία για τα αυτοκίνητα υδρογόνου
Το 1807, ο Ελβετός François Isaac de Rivaz σχεδίασε το πρώτο τετράτροχο όχημα με κινητήρα εσωτερικής καύσης που λειτουργούσε με υδρογόνο
1860: Ο Ετιέν Λενουάρ, Γάλλος μηχανικός, ανέπτυξε το «Hipomobile», ένα μεγάλο όχημα μεταφοράς με κινητήρα εσωτερικής καύσης με βάση το υδρογόνο. Πήγε με επιτυχία από το Παρίσι στο Joinville-le-Pont σε ένα δοκιμαστικό ταξίδι το 1863.
1941: Κατά τη διάρκεια της πολιορκίας του Λένινγκραντ από τα στρατεύματα του ναζιστικού καθεστώτος, και λόγω έλλειψης βενζίνης, ο Ρώσος στρατιώτης και μηχανικός Boris Shelishch μετέτρεψε επιτυχώς 200 φορτηγά GAZ-AA για να λειτουργούν με αέριο υδρογόνου, το οποίο, σύμφωνα με πληροφορίες, έτρεχαν περισσότερα ομαλά από πριν.
Το 1966 General Motors Electrovan είναι το πρώτο γνωστό αυτοκίνητο κυψελών καυσίμου υδρογόνου.
Η κρίση πετρελαίου της δεκαετίας του 1970 πυροδότησε σημαντική έρευνα σε κυψέλες καυσίμου υδρογόνου και μέχρι το τέλος της δεκαετίας οι περισσότερες αυτοκινητοβιομηχανίες είχαν μοντέλα FCV.
Τι είναι το υδρογόνο;
Το υδρογόνο είναι το απλούστερο χημικό στοιχείο (αποτελούμενο από ένα μόνο πρωτόνιο και ένα ηλεκτρόνιο) και το πιο άφθονο στο σύμπαν και εμφανίζεται επίσης μαζί με άλλα στοιχεία σχηματίζοντας μια μεγάλη ποικιλία χημικών ενώσεων, όπως το νερό (H2O) και οι περισσότερες οργανικές ενώσεις.
Είναι ένα άχρωμο, άοσμο και άγευστο αέριο σε θερμοκρασία δωματίου. Είναι το ελαφρύτερο στοιχείο που υπάρχει, όντας περίπου 14 φορές λιγότερο βαρύ από τον αέρα. Το μόριο του αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου (Η2) που ενώνονται με έναν ομοιοπολικό δεσμό.
Από πού προέρχεται το υδρογόνο;
Το καθαρό υδρογόνο δεν βρίσκεται φυσικά στη φύση, καθώς βρίσκεται πάντα ως μέρος άλλων συστατικών, επομένως πρέπει να εξάγεται από άλλες πρώτες ύλες
ΤΟ ΓΚΡΙ ΥΔΡΟΓΟΝΟ
Μέσω της αναμόρφωσης με ατμό, το υδρογόνο μπορεί να ληφθεί από το φυσικό αέριο, παράγοντας H2 και CO2
ΤΟ ΜΠΛΕ ΥΔΡΟΓΟΝΟ
Το Blue Hydrogen παράγεται με τον ίδιο τρόπο όπως το γκρι υδρογόνο, με τη διαφορά ότι σε αυτή την περίπτωση το CO2 συλλέγεται και αποθηκεύεται. Αυτό το αποθηκευμένο CO2 μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία με ατμό για να σχηματίσει H2Co3, ένα άλας που αποθηκεύεται εύκολα και χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή συνθετικών καυσίμων.
ΤΟ ΠΡΑΣΙΝΟ ΥΔΡΟΓΟΝΟ
Παράγεται με ηλεκτρόλυση νερού. Η ηλεκτρική ενέργεια, από ανανεώσιμες πηγές, χρησιμοποιείται για τη διάσπαση του μορίου του νερού και την παραγωγή υδρογόνου και οξυγόνου. Σε αντίθεση με τις άλλες μορφές υδρογόνου, το πράσινο υδρογόνο δεν παράγει Co2. Δεν ρυπαίνει. Δείτε περισσότερες πληροφορίες για το πράσινο υδρογόνο στο glpautogas.info
Πώς λειτουργούν τα αυτοκίνητα υδρογόνου;
Όπως τα αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα, έτσι και τα ηλεκτρικά οχήματα κυψελών καυσίμου (FCEV) χρησιμοποιούν ηλεκτρική ενέργεια για την τροφοδοσία ενός ηλεκτροκινητήρα. Σε αντίθεση με άλλα ηλεκτρικά οχήματα, τα FCEV παράγουν ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας κυψέλη καυσίμου υδρογόνου αντί να αντλούν ηλεκτρική ενέργεια από μία μπαταρία.
Σε αυτά τα αυτοκίνητα το υδρογόνο οδηγείται στην κυψέλη καυσίμου όπου παράγεται ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό αποθηκεύεται στην μπαταρία. Όταν δεν απαιτείται πολλή ενέργεια, η ηλεκτρική ενέργεια που μεταδίδεται στους τροχούς προέρχεται αποκλειστικά από την μπαταρία, ενώ εάν χρειάζεται περισσότερη ενέργεια, θα χρησιμοποιηθεί και αυτή που απαιτείται από την κυψέλη καυσίμου.
Εξαρτήματα αυτοκινήτου υδρογόνου
Κυψέλη ΚΑΥΣΙΜΟΥ
Οι κυψέλες καυσίμου εκτελούν τη σύντηξη του Η2 με το Ο2 του οποίου η αντίδραση παράγει ηλεκτρισμό. Οι κυψέλες καυσίμου έχουν θερμοκρασία λειτουργίας περίπου 80ºC, πίεση λειτουργίας μεταξύ 1 και 3 bar. Η ενεργειακή απόδοση των κυψελών καυσίμου είναι περίπου 50%, αν και η έρευνα κάνει νέα μοντέλα να βελτιώνουν αυτή την απόδοση.
δεξαμενή H2
Λόγω των υψηλών πιέσεων στις οποίες αποθηκεύεται το υδρογόνο, η δεξαμενή είναι βασικό στοιχείο του οχήματος. Επί του παρόντος, οι δεξαμενές για την αποθήκευση υδρογόνου κατασκευάζονται με υλικά τελευταίας γενιάς, ακόμα κυλινδρικές και κοίλες.
Αυτές οι δεξαμενές για οχήματα αποθηκεύουν υδρογόνο στα 350 έως 700 bar. Στα 700 bar, μπορούν να αποθηκευτούν 5 κιλά Η2 σε 160 λίτρα όγκου.
Ωστόσο, νέα έρευνα επισημαίνει μια διαφορετική μορφή αποθήκευσης. Αυτά τα νέα δοχεία θα αποθηκεύουν το υδρογόνο συνυφασμένο με τα σωματίδια του ίδιου υλικού, ευνοώντας μεγαλύτερη χωρητικότητα αποθήκευσης σε χαμηλότερες πιέσεις, όπως οι τεχνολογίες που είναι γνωστές στα αγγλικά ως "Interstitial Hydride" που θα μπορούσαν να αποθηκεύσουν 5 kg υδρογόνου στα 100 bar, αποθηκεύοντας από 20 έως 80 κιλά υδρογόνου στα 700 bar.
ΣΥΝΔΕΣΗ ΓΙΑ ΓΕΜΙΣΗ
Υπάρχουν τρεις τυποποιημένοι τύποι ανάλογα με την πίεση χρήσης:
TK25
Χρησιμοποιείται για πιέσεις 350 bar, για λεωφορεία και φορτηγά και έχει σύνδεση δεδομένωνTK16
Ήταν συνηθισμένο σε εγκαταστάσεις ανεφοδιασμού οχημάτων με πίεση 700 bar, αλλά αντικαθίσταται από το TK17 ως πρότυπο για ιδιωτικά οχήματαTK17
Είναι το σύστημα πλήρωσης που γίνεται το πρότυπο για οχήματα που λειτουργούν με υδρογόνο στα 700 bar