Безопаснее ли для езды автомобили работающие на водородном топливе?

Столкнувшись с проблемами загрязнения окружающей среды и истощения ископаемых ресурсов, водородные автомобили представляют собой отличную альтернативу. Он работает на чистом, обильном и возобновляемом источнике энергии. Кроме того, он предлагает неоспоримые преимущества как перед тепловыми, так и электрическими транспортными средствами. Итак, как работают топливные элементы и водородные двигатели? Каков срок службы автомобиля, работающего на водороде? Как производится дигидроген? А как насчет безопасности транспортных средств, работающих на топливных элементах?

Водородные топливные элементы: технология, которая в настоящее время преобладает

Хотя технически возможно использовать водород в качестве топлива для двигателя внутреннего сгорания (например, дизельного топлива или бензина), топливные элементы (PAC) в настоящее время являются самой популярной технологией. Преимущество этого заключается в том, что он вырабатывает энергию и воду только за счет реакции углекислого газа из воздуха с дигидрогеном, хранящимся в резервуаре. Кроме того, водородные топливные элементы более экономичны и просты в реализации.

Как работает топливный элемент?

Топливный элемент с протонообменной мембраной (PEMFC) является наиболее широко используемой системой в автомобилях, работающих на водороде. Это преобразователь энергии, который состоит из трех элементов: окислительного анода, восстановительного катода и электролита.

Производство энергии осуществляется с помощью процесса, называемого окислительно-восстановительным, который является операцией, обратной электролизу. Встроенная система впрыска впрыскивает дигидроген (хранящийся под очень высоким давлением) на анод элемента, чтобы разделить его на электроны и протоны. Электроны направляются в электрическую цепь аккумулятора.

Что касается протонов, то они проходят через электролит и рекомбинируют с воздухом, нагнетаемым на катод, образуя воду. Вырабатываемая электроэнергия используется для питания электродвигателя автомобиля. Вода, образующаяся в результате разложения водорода и его связи с кислородом, содержащимся в воздухе, удаляется через выхлопную трубу.

Как работает водородный двигатель?

Водородный двигатель – это двигатель внутреннего сгорания, топливом которого является дигидроген. Таким образом, он работает как бензиновый или дизельный двигатель. Водород впрыскивается в цилиндр. Он вступает в реакцию с кислородом, выделяя, таким образом, количество энергии, достаточное для создания движущей силы, необходимой для движения автомобиля вперед.
Тем не менее, водород имеет характеристики, которые сильно отличаются от характеристик ископаемого топлива :

• Его можно использовать в жидкой или газообразной форме.
• Он горит быстрее.
• Он обеспечивает лучшую топливную экономичность: по сравнению с бензином

сжигание H2 позволяет высвободить в 3 раза больше энергии.

• Он не выделяет CO2.

Отметим, что еще одна технология водородной мобильности – это впрыскивание H2 в бензин или дизельное топливо для снижения выбросов CO2.

Каков срок службы автомобиля, работающего на топливных элементах?

Автомобили, работающие на топливных элементах, имеют такой же срок службы, что и автомобили на тепловых двигателях, как отмечает Toyota, лидер в производстве автомобилей, работающих на водороде для частных лиц.

Как правило, водородные топливные элементы рассчитаны на работу в течение всего жизненного цикла автомобиля. Кроме того, их надежность сопоставима с надежностью бензинового двигателя. Таким образом, автомобиль, работающий на водороде, может без проблем проехать более 300 000 км на оригинальных топливных элементах.

Как производится водород для автомобилей?

Таким образом, водород был бы практически неисчерпаемым источником энергии. Тем не менее, в чистом виде он редко встречается на земле, и поэтому его необходимо производить для удовлетворения наших потребностей.
Вопреки тому, что можно было бы подумать, производство водорода заключается не в создании новых молекул H2, а скорее в их извлечении из определенных материалов.
В настоящее время существует три химических процесса получения водорода в его элементарной форме :

1. Газификация, которая заключается во введении окислителя в органическое вещество с целью извлечения из него молекулы H2.

2. Формование паром, который является наиболее широко используемым методом производства водорода. Это позволяет получать дигидроген, подвергая углеводороды воздействию водяного пара при высоких температурах

3. Электролиз, который позволяет расщеплять молекулу воды H2O на газообразный диоксид водорода и дигидроген с использованием электрической энергии.

Разрабатываются и другие технологии, облегчающие производство водорода и снижающие затраты, такие как термохимические циклы, биофотолиз воды, и фотоэлектролиз.

Является ли водород опасным топливом?

Водород – самый простой, легкий и распространенный химический элемент. Он присутствует в воде и большинстве органических веществ. Кроме того, все процессы, связанные с производством, хранением, транспортировкой и использованием дигидрогена, полностью контролируются. Кроме того, они соответствуют очень строгим стандартам безопасности, которые в некоторых случаях превышают стандарты, применяемые к обычным транспортным средствам.

Вы знали это?

Производство электроэнергии на топливных элементах происходит без какого-либо шума. Выбирая автомобиль, работающий на водороде, вы получаете больший комфорт при прослушивании по сравнению с автомобилем, работающим на бензине.