Otomotiv endüstrisinin geleceği neden yakıt hücreli araçlara aittir?
Lei Feng Net Not: Bu makalenin yazarı, Spectrum.ieee.org'dan Scott Samuelsen'dir. Leifeng.com (herkese açık hesap: Leifeng.com) derlendi ve derlendi.
Toyota Mirai hidrojen yakıt hücreli araç
Eğer bir araba hayranıysanız, son yıllarda tüm otomobil endüstrisinin dönüşümünü kesinlikle hissedebilirsiniz. Şimdi yakıt motorunun hakimiyeti sarsıldı.Önceden performans arabalarında çok beğenilen çeşitli V6 ve V8 motorları yavaş yavaş ortadan kayboldu.Hız odaklı F1 bile 1.6 litrelik dört silindirli bir motor kullandı. Üstelik Tesla yakıt motorunu tamamen terk etti ve elektrikli araçlar tarih sahnesine çıkmaya başladı.Silikon Vadisi'ndeki büyük teknoloji şirketlerinin genel merkezlerinin otoparkındaki Tesla buna en iyi örnek.
Bu değişikliğin üç nedeni var: Birincisi, elektrikli araçlar karbondioksit emisyonlarını önemli ölçüde azaltabilir, çevreyi koruyabilir ve iklim değişikliğini geciktirebilir. İkinci olarak, elektrikli araçlara tam anlamıyla sahip çıkmak, bazı petrol fakiri bölgeler için de çaresiz bir hareket ... Dönüşüm hızlanmazsa, gelecekteki siyasi ve ekonomik yönler diğer ülkeler tarafından kontrol edilecek. Son olarak, yeryüzündeki fosil yakıtlar yavaş yavaş tükeniyor Çıktı talebi karşılayamadığında, yakıt fiyatı gökyüzüne yükselecek ve dolayısıyla ekonomik kalkınmanın maliyet baskısı artacaktır.
Elektrikli araçlar üç kategoriye ayrılır
Bugün piyasadaki elektrikli araçlar üç kategoriye ayrılabilir.
Bunlar arasında en büyük kategori hibrit araçlardır (temsili model Toyota Prius'dur). Bu, dönüşüm sürecinde bir uzlaşmadır.Elektrik motoru, yakıt verimliliğini artırmak ve yakıttan tasarruf etmek için geleneksel yakıt motoruyla birlikte çalışabilir.
İkinci kategori, Tesla Model S ve Nissan Leaf tarafından temsil edilen saf elektrikli araçlardır (BEV) Yıllar süren geliştirmelerden sonra, bu tür araçlar artık piyasada bir yabancı değil. Elektriği hala fosil yakıtlı enerji santrallerinden gelse de, saf elektrikli araçlar, yüksek dönüşüm verimliliği nedeniyle hala geleneksel yakıtlı araçlardan daha çevre dostudur. Gelecekte, enerji santralleri yenilenebilir enerjiye dönüşürken, saf elektrikli araçlar daha çevre dostu olacak.
Elektrikli araçların üçüncü kategorisi, yakıt hücreli araçlardır (FCEV). Pazarda yeni işe alınan kişilerdir, ancak benzersiz avantajları ile gelecekte kullanıcılar için nihai seçim haline gelecektir.
Daha sonra, bu üç tip elektrikli aracın avantaj ve dezavantajlarını ve gelecekte elektrik devriminde nasıl bir rol oynayacaklarını analiz edeceğim.
Yakıt hücreli araçların çalışma prensibi
Hibrit araçları ve tamamen elektrikli araçları birçok kez tartıştık ve herkes onların özelliklerine ve çalışma prensiplerine aşinadır. Ancak onlarla karşılaştırıldığında yakıt hücreli araçlardan nadiren bahsedilir, bu yüzden şimdi bu tür araçların çalışma prensibini anlayalım.
Yeniden şarj etmek için içten yanmalı motorun enerjisine dayanan hibrit araç elektrik motorunun aksine, yakıt hücresi elektrik üretmek için doğrudan elektrokimyaya güvenir ve enerjiyi sağlayan yakıt, arabadaki sıkıştırılmış hidrojendir. Hidrojen, elektrik üretmek için havadaki oksijen ile reaksiyona girer ve Su, tüm süreçte yanma reaksiyonu olmadığı için hidrokarbon, karbon monoksit ve karbondioksit gibi kirleticiler yaymayacaktır.
Toyota hidrojen yakıt hücresi araç iç düzeni
Ek olarak, hidrojen yakıt hücreli araçlar, mevcut yakıt hücreli araçların neredeyse üç katına ulaşabilen süper yüksek yakıt verimliliğine sahiptir. Aynı zamanda seyir menzili ve yakıt doldurma hızı da geleneksel yakıtlı araçlar seviyesine ulaşabilir. Son olarak, hidrojen yakıtının üretimi kolaydır ve yakıt hücresi çalışması sırasında rahatsız edici bir titreşim yoktur.
Hibrit araçları ve tamamen elektrikli araçları ezebilecek gibi geliyor mu? Ama neden bu kadar iyi ve güzel ürünler yolda nadirdir? Bunun nedeni doğru yere gitmemiş olmanızdır.Şu anda, sadece California, Amerika Birleşik Devletleri'nde satılık hidrojen yakıt hücreli araçlara sahiptir ve ticari olarak satılan yalnızca üç araç vardır, yani Toyota Mirai, Honda Clarity ve Hyundai Tucson'un yakıt hücresi versiyonu.
Tabii ki, daha az sayıda model hidrojen yakıt hücreli araçların hatası değildir. Gelişimlerini asıl engelleyen şey, hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının olmamasıdır.Bu yılın sonuna kadar sadece 27 hidrojen yakıt ikmal istasyonu inşa edildi ve devreye alındı. Bu sayı sadece 2020'ye kadar artacak. 74. Altyapı inşaatındaki ciddi gecikme tüketicileri başlamaktan korkutuyor.
Amerika Birleşik Devletleri'nde Avrupa'da çok fazla hidrojen yakıt ikmal istasyonu yokken, hidrojen yakıtlı elektrikli araçlara daha fazla önem veren Japonya'da yalnızca 80 hidrojen yakıt ikmal istasyonu bulunuyor.Bu teknolojiyi teşvik etmek için Japon hükümeti 2020 Tokyo Olimpiyatları öncesinde ilgili altyapının yapımını hızlandırmayı planlıyor. .
Hidrojen yakıt hücreli araçlar ile saf elektrikli araçlar arasındaki fark nedir?
Hidrojen yakıtlı elektrikli araçlar yeni olsalar da, ana şanzıman mekanizmaları tamamen elektrikli araçlara çok benziyor ve batarya paketleri ile donatılmış olmaları gerekiyor. Fren kuvveti geri kazanımı gibi enerji tasarrufu sağlayan teknolojilere gelince, bunlar aynı zamanda her iki tür ürün için de standart ekipmandır. İkisi arasındaki fark esas olarak elektrik enerjisi kaynağı, şarj süresi, seyir menzili ve araç boyutudur.
Enerji kaynakları açısından, saf elektrikli araçların elektrik enerjisi enerji santrallerinden gelirken, hidrojen yakıt hücreli araçlar sıkıştırılmış hidrojenden gelir. Her ikisi de batarya paketleri ile donatılmış olsa da, hidrojen yakıt hücreli araçların batarya takımları çok küçük olabilirken, saf elektrikli araçların tüm şasisi dayanıklılık için bataryalar olabilir.
Pil ömrü açısından bakıldığında, pil takımının boyutuna bağlı olarak, saf elektrikli araçların kilometresi genel olarak 65-320 kilometre civarında, ancak daha güçlü Tesla Model S ve Model X 480 kilometreye ulaşabiliyor. Hidrojen yakıtlı elektrikli araçlar, tek bir yakıt ikmali ile 480-640 kilometre yol alabilen dayanıklılık açısından bariz avantajlara sahipken, en yeni Nikola One yakıt hücreli kamyonlar tek yakıt ikmali ile 1200 kilometre yol kat edebiliyor.
Nikola Bir Hidrojen Yakıt Hücreli Araç
Şarj süresi açısından saf elektrikli araçlar çok geride kaldı.En güçlü hızlı şarjı kullansanız bile en az yarım saat beklemeniz gerekirken, hidrojen yakıt hücreli araçların yakıt ikmalini tamamlamak için 5 dakikaya kadar ihtiyacı var.
Araç boyutu açısından, saf elektrikli sürüş, küçük araçlar için daha uygundur.Tam elektrikli otobüsler gibi büyük araçlar doğmuş olsa da, seyir menzilleri hala sınırlıdır ve sadece günlük işe gidip gelme ihtiyaçlarını karşılayabilir. Bu zorluğun üstesinden gelmek için araca daha fazla batarya paketi takılması gerekir, ancak araç ağırlığındaki artış daha fazla ek sorun getirecektir, böyle bir çözüm tamamen sonsuz bir döngüdür. Aksine, hidrojen yakıt hücreli araçların bu tür endişeleri yoktur ve çeşitli araç türlerinde kullanılabilirler.
Hidrojen yakıt hücreli araçlar pazarda yeni başarılar elde etse de, önümüzdeki 25 yıl içinde çoğu tüketicinin bu tür araçları tercih edeceğine ve menzil ve şarj süresi açısından zayıf performansından dolayı saf elektrikli araçların emekli olacağına inanıyorum. İkinci sırada olun.
Musk'ın hidrojen yakıt hücreli araçların başarısızlığı konusundaki çıkarımı gerçekten geçerli mi?
Bazı insanlar yazarın bakış açısına katılmayabilir, Tesla CEO'su Musk'ın tarafındalar ve hidrojen yakıtlı elektrikli araçların hiçbir geleceği olmadığını düşünüyorlar.
Geçen yıl bu konuyu tartışırken Musk, hidrojen yakıt hücreli araçların neden başarısız olacağına dair üç neden verdi.Bunlardan biri hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının inşası.Ayrıca Musk, hidrojen enerjisinin yeterince güvenli olmadığına ve şirkete ait olmadığına inanıyor. Yenilenebilir enerji.
Daha sonra Musk'ın "suçlamalarını" tek tek çürüteceğim.
Her şeyden önce Muskın hidrojen enerjisinin yeterince güvenli olmadığı iddiası bir abartıdır. Piyasada bulunan benzin, dizel, gaz, pil veya hidrojen yakıtı gibi mevcut ürünler güvenlik açısından mükemmel değiller. Hepsi aşırı araba kazalarıyla karşılaştı. Daha fazla zayiata neden oldu.
Hidrojen, hava hidrojenden daha fazlasıdır.Sızdığında, hemen havaya karışır, geleneksel benzin ve dizel ise bir çarpışmadan sonra çok kolay ateşlenir ve aracı yutar.
Japonya'da hidrojen yakıt ikmal istasyonu
Ayrıca Musk'ın hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının inşasının geride kaldığı yönündeki suçlaması da biraz kahkaha Geleneksel benzin istasyonları ile karşılaştırıldığında, şarj istasyonları ve hidrojen yakıt ikmal istasyonları artık nadir şeyler. Bununla birlikte, California Enerji Komisyonu raporu, California'nın temelde 68 hidrojen yakıt ikmal istasyonuyla kullanıcı ihtiyaçlarını karşılayabileceğini gösteriyor. Güney Kaliforniya'da 38 hidrojen yakıt ikmal istasyonu yeterlidir. Hidrojen yakıt hücreli araçların artmasıyla birlikte, mevcut benzin istasyonlarının yalnızca% 15'inin kullanıcı ihtiyaçlarını karşılamak için hidrojen istasyonlarına dönüştürülmesi gerekiyor.
Tamamen elektrikli araçlar için şarj istasyonlarına olan talep, hidrojen yakıt hücreli araçlara olan talepten farklıdır.Uzun şarj süresi nedeniyle, kullanıcılar genellikle evlerinde şarj tesisleri kurarken (Çin'e benzer, dar park yerleri olan inşaat için çok zahmetli), çoğu halka açık şarj istasyonları Alışveriş merkezleri ve ofis binaları gibi yoğun nüfuslu alanlarda inşa edilmiştir. Bununla birlikte, bu bölgelerdeki şarj yerleri sınırlıdır ve zaman zaman şarj yığınları için rekabet olur. Ayrıca araç sahibi alışveriş yapıyorsa veya işe gidiyorsa şarj yığınlarının israfına veya başkaları tarafından kötü niyetli olarak şarj tabancasının fişinin çekilmesine neden olabilir.
Musk'ın hidrojen yakıtının yenilenebilir bir enerji kaynağı olmadığı görüşü daha da yanlış. Bugün, Kaliforniya'nın hidrojen enerjisinin% 33'ü, kanunla açıkça öngörülen yenilenebilir enerjiden geliyor ve bu oran, teknoloji ilerledikçe artmaya devam edecek.
Şu anda, hidrojen enerjisi üretmenin iki ana yolu vardır: Biri, birleşik ısı, güç ve soğutma sistemidir. Bu şema oldukça verimlidir ve yakıt tüketimini büyük ölçüde azaltabilir. Diğeri elektrolize dayanır.Şebekedeki elektriğin bitmediği takdirde boşa gideceği göz önüne alındığında, bu yöntem aynı zamanda daha çevre dostudur. Ayrıca, hidrojen enerjisi üretmek için rüzgar ve güneş enerjisini de kullanabileceğimizi unutmayın.
Honda Netlik
Hidrojen yakıt hücreli araçlar çağı geldi
Musk, hidrojen yakıt hücreli araçların itibarını zedelemek için elinden geleni yapmış olsa da, çoğu otomobil üreticisi ilgili teknolojileri zaten biriktirmeye başladı ve deneyimli olanlar, hangi çözümün daha umut verici olduğunu tam olarak söyleyebilir.
Tabii ki, saf elektrikli araçların tamamen hidrojen yakıt hücreli araçlarla değiştirileceğini söylemiyorum. Ne de olsa herkes büyük arabaları sevmiyor. Çoğu insanın arabası kısa yolculuklar için kullanılıyor ve evde şarj etmek zahmetli değil. Ancak, saf elektrikli araçlar gelecekte kesinlikle ana akım ürünler olmayacak.
Mevcut gelişme eğilimlerine göre, hidrojen yakıt hücreli araçlar gelecekte saf elektrikli araçları geride bırakacak, ancak bu hedefe ulaşmak on yıllar alabilir ve o zamana kadar saf elektrikli araçların sayısı kesinlikle oldukça fazla olacaktır. .
Hidrojen yakıt hücreli araçların hakimiyet kazanması için uzun bir süreçten geçmesi gerekse de kendilerine ait olan dönem geldi.
Via. Spectrum
Leifeng.com'dan orijinal makalelerin izinsiz çoğaltılmasına izin verilmez. Ayrıntılar için yeniden yazdırma talimatlarına bakın.
