Wyjaśnienie: Jak samochody mogą jeździć na wodorze
Sąd Najwyższy zwrócił się do rządu o zbadanie wykonalności technologii wodorowej w celu rozwiązania problemu zanieczyszczenia powietrza przez pojazdy w stolicy. Indie uważnie przyglądają się Japonii, która poczyniła postępy w tej dziedzinie.
Indie uważnie przyglądają się Japonii, która poczyniła postępy w tej dziedzinie. Przed lipcowymi Igrzyskami Olimpijskimi w Tokio Japonia przygotowuje się do wypuszczenia na drogi tysięcy pojazdów opartych na technologii ogniw wodorowych, znanych również jako „ogniwa paliwowe”. Wiodąca pozycja Japonii w praktycznym zastosowaniu wodorowego cyklu paliwowego oraz trwające badania w tej dziedzinie w Międzynarodowym Centrum Badawczym Energii Wodorowej na Uniwersytecie Kiusiu są dokładnie badane przez rząd indyjski, który przygotowuje projekt na wodór. Dzieje się tak w kontekście Sądu Najwyższego, który 13 listopada nakazał rządowi zbadanie możliwości wprowadzenia takiej technologii w celu rozwiązania problemu zanieczyszczenia powietrza w Krajowym Regionie Stołecznym.
Jak działa wodorowe ogniwo paliwowe?
Sercem pojazdów elektrycznych z ogniwami paliwowymi (FCEV) jest urządzenie, które wykorzystuje źródło paliwa, takie jak wodór, oraz utleniacz do wytwarzania energii elektrycznej w procesie elektrochemicznym. Mówiąc prościej, ogniwo paliwowe łączy wodór i tlen, aby wygenerować prąd elektryczny, a jedynym produktem ubocznym jest woda. Podobnie jak konwencjonalne akumulatory pod maskami samochodów, wodorowe ogniwa paliwowe również przekształcają energię chemiczną w energię elektryczną. Z długoterminowej perspektywy, FCEV są uznawane za pojazdy przyszłości, biorąc pod uwagę fakt, że wodór jest najbogatszym zasobem we wszechświecie.
Kliknij, aby powiększyć Czy więc FCEV jest pojazdem konwencjonalnym czy elektrycznym (EV)?
Podczas gdy ogniwa paliwowe wytwarzają energię elektryczną w procesie elektrochemicznym, w przeciwieństwie do pojazdu zasilanego energią elektryczną, nie magazynują one energii, a zamiast tego polegają na stałym dopływie paliwa i tlenu — w taki sam sposób, w jaki silnik spalinowy opiera się na stałym dostawa benzyny lub oleju napędowego oraz tlenu. W tym sensie może być postrzegany jako podobny do konwencjonalnego silnika spalinowego.
Ale w przeciwieństwie do samochodów z silnikiem spalinowym, ogniwa paliwowe nie zawierają ruchomych części, dzięki czemu są bardziej wydajne i niezawodne w porównaniu. Nie ma też spalania na pokładzie, w konwencjonalnym sensie.
Globalnie pojazdy elektryczne dzielą się na trzy szerokie kategorie:
* Pojazdy typu BEV, takie jak Nissan Leaf lub Tesla Model S, które nie mają silnika spalinowego ani zbiornika paliwa i są napędzane w pełni elektrycznym układem napędowym zasilanym akumulatorami.
* Konwencjonalne hybrydowe pojazdy elektryczne lub HEV, takie jak Toyota Camry sprzedawane w kraju, łączą konwencjonalny układ silnika spalinowego z elektrycznym układem napędowym, co skutkuje hybrydowym układem napędowym pojazdu, który znacznie zmniejsza zużycie paliwa. Akumulator pokładowy w konwencjonalnej hybrydzie jest ładowany, gdy silnik spalinowy napędza układ napędowy.
* Pojazdy hybrydowe typu plug-in lub PHEV, takie jak Chevrolet Volt, również mają hybrydowy układ napędowy, który wykorzystuje zarówno silnik spalinowy, jak i energię elektryczną do napędzania, wspieraną przez akumulatory, które można podłączyć do źródła zasilania.
* Pojazdy FCEV są powszechnie uważane za kolejną granicę w technologii EV. Pojazdy FCEV, takie jak Toyota Mirai i Honda Clarity, wykorzystują wodór do zasilania pokładowego silnika elektrycznego. Ponieważ są one zasilane wyłącznie energią elektryczną, FCEV są uważane za pojazdy elektryczne — ale w przeciwieństwie do BEV, ich zasięg i procesy tankowania są porównywalne z konwencjonalnymi samochodami i ciężarówkami.
Kliknij, aby powiększyć Do jakich zastosowań można wykorzystać tę technologię?
Rynek pojazdów napędzanych wodorowymi ogniwami paliwowymi jest zdominowany przez japońską Toyotę i Hondę, a także przez południowokoreański Hyundai. Chociaż pomyślny rozwój wodoru zapewniłby energię do transportu i energię elektryczną, zaletą jest szeroka dostępność zasobów do produkcji wodoru.
Japońskie Ministerstwo Gospodarki, Handlu i Przemysłu (METI) opublikowało w 2014 r. „Strategiczną mapę drogową dla wodoru i ogniw paliwowych” ze zaktualizowaną aktualizacją w marcu 2016 r., której celem jest stworzenie społeczeństwa wodorowego. Stacjonarne ogniwa paliwowe — największe i najpotężniejsze ogniwa paliwowe — są projektowane w celu zapewnienia czystszego, niezawodnego źródła zasilania szpitali, banków, lotnisk i domów. Ogniwo paliwowe nadal wytwarza energię tak długo, jak dostarczane jest paliwo i utleniacz. Przenośne ogniwa paliwowe mogą znaleźć inne zastosowania poza pojazdami.
Roger Hertzenberg, dyrektor generalny firmy Uno-X Hydrogen, która rozwija stacje wodorowe w Norwegii, światowego lidera w technologii ekologicznych pojazdów, powiedział ta strona internetowa : Pojazdy elektryczne na ogniwa paliwowe to najbardziej przyjazne dla użytkownika rozwiązanie o zerowej emisji w Norwegii. Naszym celem jest zapewnienie niezbędnej infrastruktury, zapewnienie naszym klientom do wyboru kilku bezemisyjnych alternatyw oraz zaspokojenie zapotrzebowania na paliwo H2 w dogodny sposób przy możliwie najniższych kosztach dla konsumenta.
Jakie są zalety i wady ogniw paliwowych?
Ogniwa paliwowe mają silną przewagę nad konwencjonalnymi technologiami opartymi na spalaniu, stosowanymi obecnie w wielu elektrowniach i samochodach, ponieważ wytwarzają znacznie mniejsze ilości gazów cieplarnianych i żadnych zanieczyszczeń powietrza, które powodują problemy zdrowotne. Ponadto, jeśli używany jest czysty wodór, ogniwa paliwowe emitują jedynie ciepło i wodę jako produkt uboczny. Takie ogniwa są również znacznie bardziej energooszczędne niż tradycyjne technologie spalania.
W przeciwieństwie do pojazdów elektrycznych zasilanych bateriami, pojazdy z ogniwami paliwowymi nie muszą być podłączone do zasilania, a większość modeli przekracza zasięg 300 km na pełnym zbiorniku. Napełnia się je dyszą, tak jak na stacji benzynowej lub diesla.
Ale są problemy.
Chociaż FCEV nie wytwarzają gazów, które przyczyniają się do globalnego ocieplenia, proces wytwarzania wodoru wymaga energii — często ze źródeł paliw kopalnych. To wywołało pytania o zielone referencje wodoru.
Pojawiają się również kwestie bezpieczeństwa — wodór jest bardziej wybuchowy niż benzyna. Przeciwnicy tej technologii powołują się na przypadek sterowca Hindenburg wypełnionego wodorem z 1937 roku. Jednak przedstawiciele japońskiego przemysłu motoryzacyjnego The Indian Express przekonywali, że porównanie było nietrafione, ponieważ większość pożaru przypisano paliwu dieslowskiemu do silników sterowca i palnemu powłoka lakiernicza na zewnątrz.
Zbiorniki na wodór w FCEV, takich jak Mirai, wykonane są z bardzo wytrzymałego włókna węglowego, którego wytrzymałość jest oceniana w testach zderzeniowych, a także w próbach strzelania w nie pociskami. Mirai i Clarity mają trójwarstwowe zbiorniki na wodór wykonane z plecionego włókna węglowego, które według producentów jest całkowicie bezpieczne.
Inną poważną przeszkodą jest to, że pojazdy są drogie, a dystrybutorów paliwa brakuje. Ale powinno się to poprawiać wraz z poprawą skali i dystrybucji.
Japonia idzie pełną parą. Premier Shinzo Abe zadeklarował w Davos w tym roku, że Japonia zamierza obniżyć koszty produkcji wodoru o co najmniej 90 procent do roku 2050, aby był tańszy niż gaz ziemny.
Jaki jest postęp w Indiach?
Jak dotąd w Indiach definicja pojazdu elektrycznego obejmuje wyłącznie pojazdy typu BEV; rząd obniżył podatki do 12%. Przy 43%, hybrydowe pojazdy elektryczne i wodorowe FCEV podlegają takim samym podatkom jak pojazdy IC.
Ministerstwo Nowej i Odnawialnej Energii w ramach programu badań, rozwoju i demonstracji (B+R) wspiera różne tego typu projekty w instytucjach akademickich, organizacjach badawczo-rozwojowych i przemyśle na rzecz rozwoju. Obecnie przy wsparciu Ministerstwa realizowanych jest czternaście projektów badawczo-rozwojowych dotyczących wodoru i ogniw paliwowych. W latach 2016-17 i 2018-19 usankcjonowano osiem projektów, a 18 ukończono.
Ministerstwo Nauki i Technologii udzieliło wsparcia dwóm sieciowym ośrodkom przechowywania wodoru, prowadzonym przez IIT Bombay i Nonferrous Materials Development Centre, Hyderabad. Obejmują one 10 instytucji, w tym IIT i IISc, Bangalore.
Przeczytaj także | Co oznacza wynik sondażu dla Brexitu, Szkocji i Wielkiej Brytanii Borisa Johnsona
Podziel Się Z Przyjaciółmi:
