Hidrojen yakıt hücreli araçlar popüler hale gelebilir mi ve geleneksel yakıt hücreli araçlara kıyasla avantajları ve zorlukları nelerdir?
1. Yakıt hücreli araçlara giriş
Yakıt hücreli araçlar (FCV), özellikle enerji olarak hidrojeni kullanan yakıt hücreli araçlar, bir ülkenin alternatif bir enerji kaynağı olarak petrole bağımlılığını çözme potansiyeline sahip olarak kabul edilir. Yakıt hücreli araçlar, zararlı gaz emisyonlarını doğrudan azaltır ve güç olarak hidrojeni kullanır. Kaynak, yakıtlı araçların egzoz emisyonlarından kaynaklanan hava kirliliği sorununu tamamen çözecektir. Bununla birlikte, yakıt hücreli araçlar, tüketici grupları tarafından kabul edilen ve geleneksel yakıtlı araçlarla rekabet edebilecek bir ulaşım aracı haline gelse de, üstesinden gelinmesi gereken birçok zorluk vardır, ancak potansiyel büyük faydaları birçok ülke ve kurumun dikkatini ve ilgisini çekmiştir.
Hyundai Tucson Yakıt Hücreli Araç
2. Yakıt hücreli araç yapısı
Yakıt hücreli bir elektrikli aracın (FCV) görünümü, geleneksel bir yakıtlı araçtan farklı görünmüyor, ancak iç yapısı en son teknolojiden oluşuyor. Bir yakıt hücreli aracın çekirdeği, yakıt hücresi yığınıdır ve pil kümesinin en kritik kısmı, pil yığınıdır. Akü dizisi, aracın elektrik motoruna güç sağlamak için akü hücresinde depolanan hidrojeni ve havadaki oksijeni elektrik enerjisine dönüştürür. Tipik bir FCV'nin ana bileşenleri aşağıda gösterilmiştir.
3. Ana yakıt hücreli araçların parametrelerinin karşılaştırılması
İstatistiklere göre 2017 yılı sonu itibarı ile yollarda 7.000'den fazla yakıt hücreli araç kullanıldı ve bunların yarısından fazlası Amerika Birleşik Devletleri'nde.Elbette bu yakıt hücreli araçlar yeterli hidrojen yakıt dolum istasyonu sağlayabilecek alanlarla sınırlı.
Şu anda, yakıt hücreli binek araç pazarı Honda, Hyundai ve Toyota tarafından piyasaya sürülen yakıt hücreli elektrikli araçların hakimiyetindedir.
* Hidrojen yakıt maliyetinin 5,55 ABD Doları / kg olduğu varsayıldığında, yıllık yakıt maliyeti yıllık 15.000 mil, şehirler ve otoyollar için% 55 ve% 45 olarak hesaplanmıştır.
4. Yakıt hücresinin çalışma prensibi
Otomobiller için polimer elektrolit membran (PEM) yakıt hücrelerine, elektrik üretmek için havada hidrojen yakıtı ve oksijen kullanan proton değişim membranlı yakıt hücreleri de denir. Aşağıdaki şekil bir PEM yakıt hücresinin çalışma prensibini göstermektedir.
5. Yakıt hücresi yığını
Otomobillerde kullanılan çoğu yakıt hücresi 1.16 volttan daha az enerji üretir ve bu da otomobilleri sürmek için yeterli değildir. Bu nedenle, birden fazla pilin bir yakıt hücresi kümesine monte edilmesi gerekir. Yakıt hücresi yığını tarafından üretilen potansiyel enerji, yakıt hücresi kümesini oluşturan tek tek yakıt hücrelerinin sayısına ve boyutuna ve PEM'in yüzey alanına bağlıdır.
6. Yakıt hücreli araçların avantajları
Yakıt hücresi egzozu zararlı kirleticiler yaymaz ve sera gazı emisyonlarını azaltır.
Benzinli ve dizel motorlu otomobiller, iklim değişikliğine katkıda bulunan karbondioksit (CO2) başta olmak üzere sera gazları (GHG) yayar. Saf hidrojenle çalışan yakıt hücreli araçlar (FCV) egzoz borusunda sera gazı salmaz, yalnızca ısı ve su verir.
Yakıt hücreli araçlar, çeşitli ülkelerin petrole bağımlılığını azaltabilir çünkü hidrojen yerli kaynaklardan elde edilebilir. Bu kaynaklar arasında doğalgaz ve kömürün yanı sıra su, biyogaz ve tarımsal atık gibi yenilenebilir kaynaklar yer almaktadır. Bu, ülkelerin özellikle gittikçe dalgalanan petrol piyasasının etkisinden kaçınmak için diğer ülkelere enerji bağımlılıklarını azaltmalarını sağlayacaktır.
7. Zorluklar
Araç maliyeti
Şu anda Avrupa ve Amerika ülkelerinde yalnızca birkaç model kullanılmaktadır ve bulunabilirlik, hidrojen yakıt istasyonlarının bulunduğu alanlarla sınırlıdır. ABD yakıt hücreli araçların çoğu Kaliforniya'da yoğunlaşmıştır.
FCV şu anda geleneksel araçlardan ve hibrit araçlardan daha pahalıdır. Ancak, maliyetler önemli ölçüde azaldı ve ABD Enerji Bakanlığı'nın 2020 hedeflerine yaklaşıyor (tabloya bakın). Araba üreticileri maliyetleri, özellikle yakıt hücresi yığınlarının ve hidrojen depolama cihazlarının maliyetlerini düşürmeye devam etmelidir, böylece FCV geleneksel arabalarla rekabet edebilir.
Hidrojen kaynağı
Hidrojen taşınması, depolanması ve tedariki: Hidrojen üretmek ve tüketicilere sağlamak için kullanılan mevcut altyapı, FCV'nin yaygın bir şekilde benimsenmesini destekleyemez.
Yakıt hücrelerinin dayanıklılığı ve güvenilirliği: Yakıt hücresi sistemleri, özellikle belirli sıcaklık ve nem aralıklarında içten yanmalı motorlar kadar dayanıklı değildir. Şu anda, yoldaki yakıt hücresi yığınlarının dayanıklılığı ticarileştirme için gerekenin yaklaşık yarısı kadardır. Geçtiğimiz birkaç yıl içinde dayanıklılık önemli ölçüde artarak 29.000 milden 75.000 mile çıktı, ancak uzmanlar FCV'nin benzinli otomobillerle rekabet edebilmek için 150.000 millik bir ömre ulaşması gerektiğine inanıyor.
