Analiz Hidrojen enerjili araçların temel teknoloji analizi ve karşı önlemleri
Özet İçten yanmalı motorlu araçlarla karşılaştırıldığında, hidrojen yakıt hücreli araçlar daha verimlidir ve sıfır emisyona ulaşabilir; saf elektrikli araçlara kıyasla, enerjiyi yenilemek daha az zaman alır ve gelecekteki otomobil gelişiminin yönlerinden biri olan daha uzun bir seyir menziline sahiptir. Bu makale, anketten elde edilen verileri kullanır ve en son bilimsel ve teknolojik bilgilerle birleştirerek, hidrojen hazırlama ve depolama teknolojisi, yakıt hücresi teknolojisi ve güç yönetimi teknolojisi, hidrojen enerjisi araç kontrol teknolojisi dahil olmak üzere hidrojen enerjili araçlarla ilgili bir dizi anahtar teknolojiyi analiz etmek için kullanır. Hidrojen yakıt ikmal istasyonu gibi tesis teknolojisini destekler. Ülkemizin mevcut durumu ile birleşerek, hidrojen enerjili araç geliştirme darboğazını teknoloji, politika ve endüstriyel model açısından aşacak yöntemler önermektedir. Kilit teknolojileri analiz ederek ve çığır açan yöntemler önererek, hidrojen enerjili araçların erken pazarını geliştirmek için teorik ve pratik önemi olan hidrojen enerjili araçları daha net anlayabiliriz.
Anahtar kelimeler Hidrojen Enerjisi Aracı; Yakıt Hücresi; Kontrol Teknolojisi
Giriş:
Otomobil emisyonlarının neden olduğu çevre kirliliği ve petrol kaynaklarının tükenmesi artıyor Temiz alternatif enerji bulmak her ülkenin yüzleşmesi gereken bir sorundur. Hidrojen, suyun güneş enerjisinden, rüzgar enerjisinden, nükleer enerjiden vb. Ayrıştırılmasıyla elde edilebilecek geniş bir kaynak yelpazesine sahiptir; araç yakıtı olarak kullanılırsa reaksiyondan sonra sadece su üretilir, bu da çevre kirliliğini hafifletebilir ve petrol krizini ortadan kaldırabilir. Hidrojen yakıt hücreli araçlar bu gereksinimleri karşılar. Yakıt hücresi, yakıt yanma sürecini hiç gerçekleştirmez, ancak yakıtın kimyasal enerjisini bir elektrokimyasal reaksiyon yoluyla doğrudan elektrik enerjisine dönüştürür, böylece enerji dönüşüm verimliliği, bir içten yanmalı motorun yaklaşık iki katı olan% 45 ila% 60 kadar yüksek olabilir. Teknolojik ilerleme ile daha da yüksek seviyelere ulaşabilir. Ayrıca hidrojen yakıt hücreli araç SOx ve NOx gibi zararlı gazlar yaymaz, sera gazı karbondioksit üretmez, gerçek sıfır emisyonlu araç olarak tanımlanabilir. Ayrıca, hidrojen yakıt hücreli araçlar, saf elektrikli araçlar için uzun şarj süresi ve kısa seyir menzili dezavantajlarına sahip değildir, bu nedenle doğuşu ve gelişimi otomotiv alanında kilometre taşlarıdır.
Hidrojen enerjili araçların birçok avantajı olmasına rağmen, hala düzgün bir şekilde çözülmemiş birçok sorunu var ve bu da onların ana akım otomotiv pazarını işgal edememelerine neden oldu. Örneğin, hidrojeni hazırlamak ve depolamak zordur, hidrojen yakıt hücrelerinin ömrü düşük ve maliyeti yüksektir ve hidrojen yakıt ikmal istasyonları gibi altyapı inşaatı geride kalıyor ... Bu sorunları çözmek otomotiv endüstrisi ve tüm endüstriyel alanlar için yepyeni bir durum açacaktır. Enerji krizini etkili bir şekilde çözecek, insanlığın yaşam ortamını iyileştirecek ve insan toplumunun uzun vadeli sürdürülebilir kalkınmasına büyük katkı sağlayacaktır.
1. Hidrojen enerjili araç geliştirmenin avantajları
Hidrojen geniş bir kaynak yelpazesine sahiptir ve suyun elektrolizi, fosil yakıt dönüşümü, organik maddenin biyolojik ayrışması vb. İle üretilebilir ve hidrojen ile oksijenin reaksiyonu sadece su üretir ve üretilen su geri dönüştürülebilir.Bu nedenle hidrojen enerjisinin sürdürülebilirliği çok üstündür. Ve hidrojen yakıtı daha ekonomik ve enerji tasarrufludur: Hidrojen yakıt hücreli bir aracın kilometre başına yakıt işletme maliyeti, benzinli bir aracın yaklaşık% 60'ı kadardır ve gelecekte azaltılabilir. Tüm ülkeler, hidrojen yakıt hücreli araçların geliştirilmesini desteklemektedir ve ilgili sübvansiyon koşulları çok uygundur.
Hidrojen enerjili araçlar esas olarak iki türe ayrılır: biri hidrojenli içten yanmalı motorlu araç, yani hidrojen doğrudan motorun silindirinde yakılır ve kimyasal enerji, geleneksel içten yanmalı motor prensibine benzer şekilde, aracı sürmek için mekanik enerjiye dönüştürülür; diğeri ise hidrojen yakıt hücreli bir araçtır. Hidrojen, elektrik üretmek için oksijenle reaksiyona girmesi için yakıt hücresine beslenir ve daha sonra elektrik, tipik bir elektrikli araba olan arabayı sürmek için motora verilir. Şu anda, hidrojen enerjili araçların ana geliştirme yönü hidrojen yakıt hücreli araçlar. Hidrojen yakıt hücreli araçlar aşağıdaki özelliklere sahiptir:
1) Yakıt hücresinde içten yanmalı motorlar gibi hareketli parçalar veya sürtünme çiftleri yoktur.Enerji dönüşümü statik durumda tamamlanır, çalışma sırasında gürültü ve titreşim olmaz ve çalışma sıcaklığı düşüktür (yaklaşık 80 ° C) ve güç tepkisi hızlıdır.
2) Yakıt hücresi, yakıtın kimyasal enerjisini Carnot çevrimi tarafından kısıtlanmadan doğrudan elektrik enerjisine dönüştürür ve% 60'ın üzerine çıkabilen yüksek enerji dönüşüm verimliliğine sahiptir.
3) Saf elektrikli araçtaki güç lityum pil ile karşılaştırıldığında, hidrojen yakıt hücresi daha hafiftir, enerjiyi yenileme süresi kısadır (hidrojenasyon için sadece 3 ~ 5 dakika) ve seyir aralığı uzundur ( > 600km). Yakıt hücreleri, farklı amaç ve modellere sahip araçlara monte edilebilir.Güçün yalnızca tek hücrelerin sayısı yapılandırılarak seçilmesi gerekir ve seyir menzili, hidrojen yakıt deposunun boyutuna (hidrojen depolama kapasitesi) göre belirlenir.
2. Hidrojen enerjili araçların temel teknoloji analizi
2.1 Hidrojen hazırlama ve depolama teknolojisi
Elektrik, ikincil enerji tüketilerek elde edilmesi gereken ikincil bir enerji kaynağıdır. En makul olanı rüzgar enerjisi veya güneş enerjisi kullanmaktır. Ek olarak, endüstride çöp gücü olarak adlandırılan rüzgar enerjisi ve güneş fotovoltaik enerjisi, istikrarsız güce ve istikrarsız elektrik üretim süresine sahiptir, bu da şebeke üzerinde büyük bir etkiye sahip olacaktır, bu nedenle bu iki tür elektriğin şebekeye entegre edilmesi zordur. Bu santrallerin elektrolize su hidrojen üretim tesisleri ile donatılmış olması durumunda, atık elektrik yerinde absorbe edilebilir. Bu nedenle, hidrojenin hazırlanması, hidrojen üretmek için suyun elektrolizini seçer.
Yazar, "Hidrojen Enerjisi Araçlarının Teknik Farkındalık ve Geliştirme Beklentileri Üzerine Araştırma" (bundan böyle "Anket" olarak anılacaktır) üzerine bir anket raporu hazırladı Raporda, "Sizce seri üretim için en ekonomik, çevre dostu ve en uygun hidrojen üretim yöntemi nedir? Ne? (Şekil 1), insanların% 62.73'ü" güneş enerjili su elektroliziyle hidrojen üretimi veya güneş fotolizi ile hidrojen üretimi "olduğunu düşünürken, bunu" suyun elektrolizi ile rüzgar enerjisi üretimi ve hidrojen üretimi "izliyor, 50.91 %, bu iki veri, insanların rüzgar ve güneş enerjisinden hidrojen üretimi beklentilerinin bilimsel hidrojen üretim yöntemleriyle tutarlı olduğunu tam olarak gösterebilir.
Hidrojen, yeryüzündeki en düşük yoğunluklu gazdır ve difüzyon kapasitesi çok kuvvetlidir ve kimyasal özellikleri çok aktiftir.Bu özellikler, hidrojenin geleneksel formlarda depolanmasının daha zor olduğunu belirler. Şu anda, hidrojen için üç ana depolama yöntemi vardır: yüksek basınçlı gaz depolama, düşük sıcaklıkta sıvı depolama ve katı hidrojen emici malzeme depolama.
Yüksek basınçlı gaz halindeki hidrojen depolaması, hidrojeni çok yüksek bir basınçta bir hidrojen depolama şişesine doldurmaktır, basınç genellikle 35Mpa veya 70Mpa'dır. Yüksek basınçlı hidrojen depolamanın avantajları basit işletim, düşük hidrojen depolama maliyeti, hızlı hidrojen doldurma ve boşaltma hızı ve kolay kontroldür .. Dezavantajı birim hacim başına düşük enerji yoğunluğudur.
Düşük sıcaklıkta sıvı hidrojen depolaması, hidrojeni -253C'nin altına soğutmak, hidrojeni gazdan sıvıya dönüştürmek ve daha sonra özel bir yalıtımlı kaba doldurmaktır. Sıvı hidrojenin yoğunluğu, standart koşullar altında gaz halindeki hidrojenin yoğunluğunun 788 katıdır, bu nedenle sıvı hidrojenin birim hacmi başına enerji yoğunluğu, sıkıştırılmış gaz hidrojeninkinden birkaç kat daha yüksektir, bu da otomobiller için daha uzun bir menzil sağlayabileceği anlamına gelir. Düşük sıcaklıkta hidrojen depolaması, konteynerin çok yüksek ısı yalıtım performansını gerektirir ve sıvılaştırılmış hidrojen daha fazla enerji tüketir ve toplam hidrojen enerjisinin yaklaşık 1 / 3'ünü oluşturur ve bu da araç hidrojen enerjisinin genel kullanım verimliliğini büyük ölçüde azaltır.
Katı hidrojen emici malzemelerin hidrojen depolanması, hidrojeni adsorbe etmek için belirli metal komplekslerini kullanır. Çalışma, magnezyum, titanyum, zirkonyum, niyobyum, lantan ve diğer metallerin ve bunların alaşımlarının kompleks haline getirildiğini ve daha sonra yüksek basınç altında ( < 5MPa'lık bir hidrojen ortamında, bu metaller hidrojeni suyu emen bir sünger gibi depolarlar ve hidrojeni yalnızca ısıtarak veya basınçsız hale getirerek serbest bırakabilirler. Metal hidritlerin birim hacmi başına hidrojen depolama yoğunluğu, aynı sıcaklık ve basınç koşulları altında gaz halindeki hidrojenin 1000 katıdır ve hidrojen depolama kapasitesi, gaz halindeki hidrojen depolama ve sıvı hidrojen depolamadan daha iyidir. "Anket" te (bkz. Şekil 2), insanların yaklaşık% 42'si, "metal hidrit depolamanın" en umut verici yolun (en büyük oran) araçta hidrojen depolaması olduğuna inanıyor.Bu hidrojen depolama yönteminin gerçekten de otomobiller için en uygun yöntem olduğu görülebiliyor. Gereksinimlerin kullanımı.
Yukarıdaki üç hidrojen depolama yöntemine ek olarak, aslında en yeni bir organik sıvı hidrojen depolaması vardır. Çin Yerbilimleri Üniversitesi'nden Profesör Cheng Hansong ve ekibi, taşıyıcı olarak belirli doymamış aromatik hidrokarbonları kullandı ve bunları katalitik bir yöntemle taşıyıcıya hidrojene etti, böylece hidrojenin normal sıcaklık ve basınç altında depolanması sağlandı. Eylül 2016'da, bu teknolojiyi kullanan ilk hidrojen otobüsü "Taige" Wuhan Yangzijiang Automobile Group Co., Ltd.'nin montaj hattından başarıyla çıkarıldı ve bu, Çin'in otomotiv alanında hidrojen enerjisinin sanayileşmesini etkili bir şekilde desteklediğine işaret ediyor.
2.2 Hidrojen yakıt hücresi teknolojisi
Proton değişim membranlı yakıt hücresinin (PEMFC) minyatürleştirilmesi kolaydır ve yüksek enerji dönüşüm verimliliğine, iyi düşük sıcaklıkta çalıştırma performansına, büyük çıkış akımına ve düşük çalışma gürültüsüne sahiptir, bu nedenle araç montajı için en uygun olanıdır.
PEMFC'nin temel bileşeni, bir proton değişim membranı, bir katalitik katman, bir gaz difüzyon katmanı (GDL) ve diğer tabaka yapılarını içeren membran elektrot tertibatıdır (MEA). GDL genellikle PTFE ile hidrofobik olarak işlenmiş grafit karbon kağıdıdır ve yüzeyi pürüzsüz hale getirmek için üzerine bir aktif karbon tabakası bağlanması gerekir ve ardından platin katalizör eklenir. Bu malzeme katmanları, termo-sıkıştırmalı kalıplamadan sonra MEA'ya dönüştürülür. Sızdırmazlık halkalarının MEA'nın her iki tarafına takılması ve ardından tek bir hücre oluşturmak için iki kutuplu plakalar arasına yerleştirilmesi gerekir. Bir yakıt oluşturmak için birkaç tek hücre birleştirilir Pil yığını. İki kutuplu plaka genellikle grafitten yapılır ve katot ve anot gazı akış alanlarını işlemek için bir CNC freze makinesi veya hassas bir oyma makinesi gerekir.Karmaşık işleme, bipolar plakayı daha pahalı hale getirir.
PEMFC'nin çalışma prensibi şöyledir: H2 ve O2, bipolar plaka üzerindeki hava geçitlerinden pilin anot ve katoduna, MEA üzerindeki difüzyon katmanından da katalitik katmana ulaşır. Membranın anot tarafında, H2, anot katalizörünün yüzeyinde hidratlanmış protonlara ve elektronlara ayrışır Hidratlanmış protonlar, proton değişim membranı üzerindeki sülfonik asit grubu vasıtasıyla katoda aktarılır ve elektronlar, dış devre yoluyla yük vasıtasıyla katoda akar; Katalizörün yüzeyinde, oksijen molekülleri hidratlanmış protonlarla ve anottan aktarılan elektronlarla birleşerek su molekülleri oluşturur. Bu süreçte protonlar su moleküllerini anottan katoda taşır ve katot da elektrokimyasal reaksiyonlardan dolayı su üretir ve bu su katottan boşaltılır. PEMFC'nin çalışma prensibi Şekil 3'te gösterilmektedir.
Yakıt hücresi su ve ısı dengesini korumak, güç yönetimi teknolojisinde zor bir noktadır. Protonların iletimi suya bağlıdır, bu nedenle proton değişim membranı nemli tutulmalıdır.Çok fazla su, membranın iletkenliğini azaltarak kararsız pil çıkışına neden olur. Aşırı su birikimi oksijen dağıtımını engelleyerek yakıt hücrelerinin eşit olmayan güç üretimine neden olur. Ek olarak, PEMFC'nin soğuk başlatma sorunu göz ardı edilemez, aksi takdirde pil ömrü büyük ölçüde azalacaktır. Bu nedenle, PEMFC'nin içinde donmayı önlemek için belirli önlemler alınmalıdır. Yaygın yöntemler şunlardır: (1) Kalan nemi nitrojenle temizleyin; (2) Pili suyun donma noktasının üzerinde sıcak tutun; (3) Akmak için gaz veya soğutucu kullanın Boru, pilin içini vb. Isıtır.
2.3 Hidrojen enerjili araçların araç kontrol teknolojisi
Hidrojen yakıt hücreli araçların, aracın çeşitli alt sistemlerinin normal çalışmasını koordine etmek için bir araç kontrol ünitesi (Araç Kontrol Ünitesi, VCU) kurması gerekir. VCU, aracın akıllı bakıcısına eşdeğer olan hidrojen yakıt hücreli aracın temel kontrol bileşenidir.Kontrol prensibi: aracın çeşitli kontrolörlerinin sinyallerini toplamak, sinyalleri analiz etmek ve değerlendirmek ve ardından bu talimatları CAN veriyolu üzerinden ilgili elektrikli cihazlara göndermek Modül ve son olarak her kontrolör, alınan talimatlara göre ilgili eylemleri yürütür.
2.4 Hidrojen yakıt ikmal istasyonunun destekleyici tesis teknolojisi
Hidrojen enerjili araçların endüstriyel gelişimini veya büyük ölçekli uygulamasını başarmak için, hidrojen yakıt ikmal istasyonları gibi destekleyici tesislerin yapımını iyileştirmek gerekir. Hidrojen yakıt ikmal istasyonları için iki hidrojen kaynağı vardır: istasyonun dışından satın alınan ve istasyonun içinde kendi kendine yapılan. Önceki yapısal konfigürasyon nispeten basittir, inşaat maliyeti düşüktür, inşaat süresi de kısadır ve uygun inşaat alanı geniştir. İkinci tip halihazırda hidrojen üretmek için genellikle doğal gaz veya metanol reformunu kullanır. Geniş bir alanı kaplar ve nispeten karmaşık bir teknolojiye sahiptir. Kısa vadede büyük bir hidrojenasyon talebini karşılayabilir, ancak uzun vadede çevre korumaya elverişli değildir. Ayrıca bir elektroliz istasyonunda hidrojen üretmek için de kullanılabilir. , Bu tür hidrojen yakıt ikmal istasyonu, hidrojen üretmek için eksiksiz bir rüzgar santralleri veya güneş enerjisi santralleri seti oluşturmak için daha uygundur.
İstasyon dışında hidrojen satın almanın yolu, hidrojenin hidrojen üretim tesisinden hidrojen yakıt ikmal istasyonuna taşınmasını gerektirir. Gaz halindeki hidrojen treyler nakliye için, nakliye sırasında güvenlik için kullanılıyorsa, boru şeklindeki konteynerin hidrojen depolama basıncı 20Mpa'dan yüksek olmamalıdır, bu nedenle istasyondaki hidrojen kompresörü doldurma standardını karşılamak için 35Mpa'dan daha fazla basınçlandırılmalıdır.
Taşıma için sıvı hidrojen tankeri kullanılıyorsa, hidrojen yakıt ikmal istasyonunun depolama tankına taşınan sıvı hidrojenin buharlaştırıcı tarafından buharlaştırılması ve daha sonra hidrojen enerji aracı için yeniden doldurulmadan önce kompresör tarafından basınçlandırılması gerekir.
3. Hidrojen enerjili araçların geliştirilmesi için önlemler
3.1 Bağımsız yeniliği güçlendirin ve hidrojen yakıt hücresi teknolojisine odaklanın
Hidrojen yakıt hücresi teknolojisi, hidrojen enerjili araç teknolojisinin özüdür.Yüksek üretim maliyeti ve yakıt hücrelerinin zayıf dayanıklılığı gibi sorunları çözmek acildir. Çin'i örnek alırsak, şunlardan başlayabiliriz:
Teknik olarak , Sermayeye ve bilimsel araştırmalara yatırımın artırılması ve teknolojik ilerleme, hidrojen yakıt hücrelerinin sanayileşme maliyetini düşürmenin birincil yoludur. Fethetmenin hedefi esas olarak membran elektrot tertibatına ve iki kutuplu plakaya işaret eder:
1) Mevcut polimer proton değişim membranı üretim süreci karmaşıktır ve bazı polimerleri yüksek mekanik mukavemete, kimyasal stabiliteye ve termal stabiliteye proton yürütme yeteneği kazandırmak için modifiye etmek gibi iyileştirmeler ve optimizasyonlar yapılması acildir. Günümüzün pahalı perflorosülfonik asit membranının yerini alabilir.
2) Katalizördeki Pt içeriğini azaltın ve kullanım oranını artırın.
3) Metal ve grafitten yapılmış kompozit çift kutuplu levha mükemmel performansa sahiptir ve işleme teknolojisi nispeten basittir ve malzeme maliyeti düşüktür.Gevrek grafit çift kutuplu levhayı değiştirmek için esas olarak geliştirilebilir.
Politika , Daha olumlu bir destek tutumu benimsemeli ve daha spesifik kalkınma planları sunmalı:
1) İlgili şirketlere üretim, eğitim ve araştırma konusunda ortak araştırmalar yürütmeleri için rehberlik edin ve yakıt hücresi sistemleri ve membran elektrotları gibi temel bileşenlerin araştırma ve geliştirmesini teşvik etmek için özel fonlar oluşturun, böylece bu teknolojiler mümkün olan en kısa sürede yerelleştirilebilir.
2) Otomobil şirketlerini, yakıt pilleri ile ilgili ulusal düzeyde Ar-Ge projelerine aktif olarak başvurmaları ve bağımsız fikri mülkiyet hakları ile teknolojik yenilikleri en kısa sürede uygulamaya koymaları için teşvik etmek ve desteklemek.
3) Yakıt hücreli araçların satın alınmasına yönelik destek politikaları için, iyi çalışabilirliğe sahip araçların satın alınması için bir sübvansiyon politikasının benimsenmesi gibi kanallar daha da genişletilebilir.
Endüstriyel model Orta-uzun vadeli endüstriyel yerleşim planında iyi bir iş çıkarmalıyız Şu anda yakıt hücreli ticari araçların demonstrasyon işlemlerini yapmasını ve ardından yavaş yavaş yakıt hücresi teknolojisini binek araçlara tanıtarak uygulayabiliyoruz. Maliyetin düşürülmesi yalnızca teknolojik ilerlemeye değil, aynı zamanda büyük ölçekli üretime de bağlıdır. Şu anda, Çin'de yakıt hücresi üretiminin maliyeti 10.000 ABD Doları / kW ve Japonya'da yakıt hücresi üretiminin maliyeti 2.000 ABD Doları / kW.ABD Enerji İdaresi, yalnızca yakıt hücrelerinin maliyeti 50 ABD Doları / kW'a düştüğünde hesapladı, İçten yanmalı motorlu araçlarla rekabet edin. "Anket" ayrıca, Çin'deki mevcut tüketim seviyesinde, Toyota Mirai'nin 300.000 yuan'a atıfta bulunarak, insanların% 61,82'sinin hidrojen yakıt hücreli araçların fiyatını 100.000 ila 200.000 aralığında (bkz. Şekil 4) kabul edebildiğini ortaya koymuştur. Açıktır ki, FCV'nin fiyatı insanların satın alma arzusunu uyandıramaz (Şekil 5'teki insanların% 57.27'sinden görülebileceği gibi), yansıyan sorun, hidrojen yakıt hücrelerinin maliyetinin büyük ölçüde düştüğüdür. Uzay.
3.2 Hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının inşasını uygulayın ve enerji tedarik ağını optimize edin
Hidrojen enerjili araç endüstrisi zincirinde, hidrojen yakıt ikmal istasyonları, yukarı akış hidrojen üretimi ve nakliyesi ve aşağı akış yakıt hücreli araç uygulamaları için önemli bir merkezdir. Hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının yapımının iyileştirilmesi, hidrojen enerjili araçların yaygınlaşmasının ve teknoloji araştırma ve geliştirme sürecinin hızlandırılmasına yardımcı olacaktır.
Hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının inşası bir noktadan diğerine, hattan yüzeye yerleştirilmelidir. Hidrojen enerjili araçlar genellikle ticari binek araçların geliştirilmesine öncelik verirler.Başlıca nedenleri şunlardır: Toplu taşımacılığın enerji verimliliği yüksek, kişi başına enerji tüketimi düşük ve demonstrasyon etkisi binek araçlara göre daha geniştir; Toplu ulaşımın çalışması sabittir ve araçlar Merkezileştirilmiş, destekleyici hidrojen yakıt ikmal istasyonları kurmak daha az zordur. Bu nedenle, hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının erken yerleşimi, otobüs hattının başlangıç noktası ve bitiş noktası seçilerek ve ardından otobüs hattı boyunca uygun bir sayı eklenerek inşa edilebilir.Bu, noktalardan hatlara bir süreçtir. Hidrojen enerjili ticari araçlar, hidrojen yakıt ikmal istasyonu ağ hatlarının oluşumunu destekler ve hidrojen enerjili yolcu araçlarının hidrojenle yakıt ikmali de daha kolay hale gelecektir. Hidrojen enerjili binek araçların enerji tedarik hizmetinin iyileştirilmesi, hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının hattan yüzeye genişlemesini teşvik edecek ve ardından kademeli olarak tam bir bölgesel hidrojen yakıt ikmal ağı oluşturacaktır.
Hidrojen yakıt ikmal istasyonunun yapısı, benzin istasyonunun yapısından çok farklı değildir. Benzin istasyonu, uygun araçlarla bir hidrojen yakıt ikmal istasyonuna dönüştürülebilir.Örneğin, birçok benzin istasyonu artık terk edilmiş ve iyi kullanılabilir; veya Hidrojen yakıt ikmal istasyonu birleştirildi ve benzin istasyonunun yanına inşa edildi Her iki yöntem de arazi maliyetinden tasarruf sağlayabilir. Hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının tasarımı ve inşası sırasında yeterli güvenlik mesafeleri ayrılmalıdır ve gerekirse patlamaya dayanıklı duvarlar eklenebilir; resmi operasyonlardan önce yangın güvenliği uyarıları yerleştirilmeli ve risklerle başa çıkma planları önceden hazırlanmalıdır.
3.3 Hidrojen enerjili araçların kademeli olarak sanayileşmesini teşvik etmek için çok yönlü yaklaşım
Hidrojen enerjili araçların geliştirilmesi ve tanıtımı karmaşık ve sistematik bir projedir.Tek bir teknoloji geliştirerek başarıya ulaşmak imkansızdır ve tüm endüstriyel zincirin koordine edilmesi gerekmektedir. Hidrojen enerjili araç endüstrisinin gelişimini hızlandırmak için ancak tüm endüstriyel zincirin üst, orta ve alt kısımlarını düzenleyerek (Şekil 6'da gösterildiği gibi), büyük yerli enerji şirketlerinin ve ekipman imalat şirketlerinin katılımını harekete geçirerek, ortak altyapı inşa ederek ve çok yönlü olarak, hidrojen enerjili araç endüstrisinin gelişimini hızlandırmak için bir garanti sağlayabiliriz.
Otomobil endüstrisi teknoloji, kültür ve ekonomi gibi birçok sosyal alanı içerir ve ülkenin kalkınma iradesini temsil eder, bu nedenle hükümetin politika desteği ve rehberliği özellikle önemlidir. "Anket", hidrojen enerjili araçları yaygınlaştırmak için ne yapılması gerektiğini gösteriyor? (Şekil 7) İnsanların yarısından fazlası aşağıdaki hususları desteklemektedir: Devlet departmanları desteği arttırır ve orta ve uzun vadeli planları netleştirir; @Şirketler, üniversiteler ve araştırma departmanları Ar-Ge'yi güçlendirir, teknik performansı iyileştirir ve üretim maliyetlerini düşürür; Pilot operasyonları yürütmek ve tanıtımını ortaklaşa teşvik etmek için çok kılavuzlu otomobil şirketleri; Hidrojen üretimi, hidrojen depolama ve hidrojen yakıt ikmal istasyonları gibi destekleyici tesislerin inşasını şiddetle teşvik edin. Bu, hidrojen enerjili araçların yaygınlaşmasının politikalara, teknolojiye ve altyapıya yapılan en önemli yatırım olduğuna inandığını gösteriyor.
Çin, dünyanın en büyük otomobil tüketici pazarına sahip, enerji yapısının dönüştürülmesine acil ihtiyaç, hidrojen yakıt hücreli araçlar için mükemmel destek politikaları ve endüstriyel zincir de düzeni hızlandırıyor. Bu koşullar, Çin'de hidrojen enerjili araçların geliştirilmesini sağlıyor. En iyi fırsat. "Anket" te, insanların% 74,55'inin hidrojen enerjili araçların geliştirilmesinin Çinli otomobil şirketlerinin "virajı geçme" başarısını sağlayacağına inandıkları bulundu (bkz. Şekil 8). Gelişim iyimser. Umarım Çin hidrojenli araçların sanayileşmesini bir an önce gerçekleştirebilir ve Çin'in de kendi çabalarıyla büyük bir otomobil ülkesinden güçlü bir otomobil ülkesine dönüşebileceğine inanıyorum.
4. Sonuç
Bu makale, hidrojen enerjili araçlar için gerekli olan temel teknolojilerin ayrıntılı bir analizini yapmakta ve hidrojen enerjili araçların geliştirilmesindeki mevcut darboğaz için çığır açan bir yöntem önermektedir.
1) Rüzgar enerjisi ve güneş fotovoltaik enerjisi, istikrarsızlık nedeniyle şebekeye entegre edilemez.Elektriğin bu kısmını hidrojen üretmek için suyu ayırmak için kullanmak sadece atıkları azaltmakla kalmaz, aynı zamanda hidrojen enerjili araçlardan sıfır emisyon elde edebilir. Uzun vadede, katı hidrojen depolama veya organik sıvı hidrojen depolamanın geliştirilmesi tavsiye edilir.Çin'in organik sıvı hidrojen depolama teknolojisi başlangıçta uygulanmıştır ve teknolojik liderliğini sürdürmeye ve sanayileşmeye yatırım yapmaya devam etmek gerekmektedir.
2) Şu anda, hidrojen yakıt hücrelerinin iki önemli kusuru vardır: yüksek maliyet ve dayanıklılık sapması Bu nedenle, yeni malzemelerin geliştirilmesi ve proton değişim membranları, Pt katalizörleri ve çift kutuplu plakalar için işleme teknolojisinin optimizasyonu, hidrojen yakıt hücrelerinin maliyetlerini düşürmek ve dayanıklılığını artırmaktır. Etkili yol. Yakıt pillerinin maliyetini düşürme yöntemi, teknolojik ilerlemeye ek olarak büyük ölçekli üretime de bağlıdır.
3) Hidrojen enerjili taşıt endüstrisinin yerel düzeni, hidrojen yakıt hücreli otobüslerin veya otobüslerin geliştirilmesine öncelik verebilir veya mevcut benzin istasyonlarına hidrojen depolama cihazları ekleyebilir.Hidrojen istasyonlarının iyileştirilmesi, daha fazla yakıt hücreli yolcu aracının geliştirilmesini destekleyebilir.
4) Çin'deki insanların çoğunluğu hidrojen enerjili araçlara çok az ilgi gösteriyor, ancak ilgili insanlar hidrojen enerjili araçların geliştirilmesi konusunda iyimser. Halkın hidrojen enerjili araç seçimini etkileyen ana nedenler, olgunlaşmamış teknoloji, güvenlik endişeleri ve hidrojen yakıt ikmal istasyonları gibi kusurlu altyapıdır. Hidrojen yakıt hücreli araçlar, saf elektrikli araçlarla karşılaştırıldığında, halkın en iyimserliği olan daha uzun seyir menzili avantajına sahiptir.İnsanlar genellikle hidrojen enerjili araçların fiyatının elektrikli araçlarla aynı seviyeye indirilmesini ve belirli bir rekabet gücüne sahip olmasını beklemektedir.
Referanslar
Liu Yu. Araca Monteli Hidrojen Enerjisi Teknolojisinin Analizi ve Beklentileri.Enerji ve Çevre, 2010, (1): 25-26.
Mao Zongqiang. Fuel Cell. Chemical Industry Press, 2005: 21-27.
Li Dan, Wang Xingyan. Yakıt Hücresi Sanayileşmesine Giden Yolda Analiz. Yeni Malzeme Endüstrisi, 2014-11-24.
Wang Zhou, Çin'deki hidrojen yakıt ikmal istasyonu inşaatının geliştirme beklentileri üzerine tartışma City Gas, 2015, (488): 28-32.
Anahtar Teknoloji Analizi ve Önlem
Hidrojenle Çalışan Araçların Tartışması
Wang Li, Liu Bin
(Guangzhou Güney Çin Teknoloji Üniversitesi, Guangzhou 510800, Çin)
Öz : İçten yanmalı motorlu araç ile karşılaştırıldığında, hidrojen yakıt hücreli araç daha verimlidir ve sıfır emisyona ulaşabilir; saf elektrikli araçla karşılaştırıldığında, şarj etmesi daha kısa sürer ve daha uzun bir şarj kilometresi elde eder. Yani hidrojen yakıt hücresi araçlar olağanüstü ve gelecek
Araştırmadan elde edilen verilere ve en son bilimsel ve teknolojik bilgilere dayanan bu makale, hidrojen hazırlama, depolama, teknoloji dahil olmak üzere hidrojenle çalışan araçlarla ilgili bir dizi kritik teknolojiyi analiz eder. yakıt hücresi ve güç yönetimi, hidrojenle çalışan aracın araç kontrol teknolojisi, hidrojen yakıt ikmal istasyonu tesislerinin teknolojisi. Daha sonra Çin'in mevcut durumu ile birleştirildiğinde, çığır açan darboğazlar yaklaşımı, teknoloji, politika, endüstriyel model ve diğer yönlerden sonuçlandırılır. Kritik teknolojileri analiz ederek ve çığır açan yöntemleri önererek, insanlar hidrojenle çalışan araçları daha net bir şekilde anlayabilir ve aynı zamanda hidrojenle çalışan araçların ilk pazarını geliştirmek için derin teorik önemi ve pratik önemi vardır.
Anahtar kelimeler : hidrojenle çalışan araç; yakıt hücresi; kontrol teknolojisi
Kaynak: "Hidrojen Enerjili Araçlara Yönelik Temel Teknolojilerin ve Karşı Tedbirlerin Analizi" Wang Li, Liu Bin
