Топливные элементы как источник автомобильного привода

Прогрессирующее загрязнение окружающей среды приводит к тому, что ученые и конструкторы все еще работают над изобретением более чистых источников движения автомобилей. Снижение вредного воздействия на окружающую среду традиционных бензиновых двигателей уже недостаточно. Увеличение количества транспортных средств компенсирует меньшую неприятность автомобилей. Все это означает, что мы ищем источники механической энергии, еще более чистой (и, возможно, даже полностью чистой). Одной из наиболее перспективных технологий является использование водородных двигателей для привода.

Водород можно использовать для движения автомобилей двумя способами. Первая — это адаптация традиционных поршневых двигателей для сжигания этого топлива. Второй метод использует водородные топливные элементы, которые генерируют электричество для питания электродвигателя . И это второй способ, который мы рассмотрим в этой статье.

Что такое топливный элемент?

Топливный элемент отличается от традиционного аккумуляторного элемента тем, что он не накапливает энергию, а вырабатывает ее с использованием топлива, подаваемого на него. В самом идеальном и чистом варианте это топливо — чистый водород . Такая ячейка производит энергию, производя только воду (также в форме пара).

К сожалению, трудно хранить чистый водород. Иногда источником подачи топливного элемента является, например, метан (водород получается из него уже в элементе в реакции горения). К сожалению, побочным эффектом такого процесса часто является выделение углекислого газа . Следует добавить, однако, что этот тип ячейки все еще чище, чем соответствующий поршневой двигатель, работающий на традиционном топливе.

Фактическая эффективность топливного элемента составляет около 40%, что сопоставимо с эффективностью традиционного двигателя. Остальная энергия выделяется в виде тепла.

Использование энергии топливных элементов

Постоянный ток, генерируемый водородным элементом , затем преобразуется в трехфазный переменный ток, подходящий для питания электродвигателя, приводящего в движение колеса автомобиля, с помощью преобразователя .

Также необходимо использовать элемент, который накапливает избыточную энергию, вырабатываемую автомобилем (элемент или восстанавливается во время торможения), и который может быстро вернуть ее во время ускорения. Эту роль выполняют так называемые суперконденсатор.

Как уже упоминалось в предыдущем абзаце, целесообразно использовать метод восстановления энергии при торможении в таком механизированном автомобиле. Однако это решение уже используется даже в автомобилях с двигателями внутреннего сгорания.

Итог

Автомобили, работающие на топливных элементах, в настоящее время являются довольно дорогими устройствами, но при нынешней скорости прогресса довольно быстро этот тип привода может начать широко использоваться в автомобилях массового производства.

Фактическая «экологичность» этих транспортных средств зависит от способа производства топлива, используемого для их подачи — однако гораздо проще построить экологическую установку для получения водорода, чем устанавливать в каждом транспортном средстве, оснащенном традиционными двигателями, очистительные устройства.

В любом случае, топливные элементы, используемые для производства энергии в автомобиле, являются очень перспективным решением. Их быстрое развитие позволяет нам надеяться, что скоро наш воздух не будет так загрязнен дымящимися машинами.