Vetymoottori: ominaisuudet, edut ja haitat

Artikkelin sisältö:

• Vähän historiaa
• Vetymoottoreiden tunnusmerkki
• Vetymoottorien tärkeimmät edut ja haitat
• Suosituimmat autot, joissa on vetypolttomoottori

"Vety on tulevaisuuden polttoaine" - juuri tämän viestin avulla vety -ICE: t otetaan käyttöön liikenne- ja lentoteollisuudessa.

Ei ole sattumaa, että vety on johtavassa asemassa kaikkien muiden vaihtoehtoisten energialähteiden joukossa - se on mahdollisimman ympäristöystävällinen, sillä on uusiutuva luonnonvara ja sillä on myös suurin hyötysuhde verrattuna klassisiin bensiini- ja dieselmoottoreihin.

Kiistattomien etujen lisäksi vetymoottorilla on kuitenkin myös useita haittoja, jotka eivät vielä mahdollista tehdä siitä massiivista ja syrjäyttää "haitalliset" bensiini- ja dieselmoottorit kokonaan.

Vähän historiaa

Ihmiskunta alkoi miettiä ympäristön suojelun tarvetta aivan äskettäin, mutta tutkijat alkoivat ajatella tavanomaisen polttomoottorin vaihtamista paljon aikaisemmin.

Niinpä Ranskasta kotoisin olevan tiedemiehen François Isaac de Rivazin kädestä valmistettiin ensimmäinen vetymoottori vuonna 1806. Vuonna 1841 Britannia sai ensimmäisen patenttisopimuksen vetymoottorin valmistuksesta, ja vuonna 1852 saksalaiset tutkijat pystyy luomaan polttomoottorin, joka toimii ilma-vety-seoksella.

Vetymoottorien käyttöönottoa koskevat suunnitelmat kuitenkin estivät bensiinimoottorit, jotka yleistyivät vuoden 1870 jälkeen.

He muistivat vedyn vaihtoehtoisena polttoaineena uudelleen vasta vuonna 1941 piiritetyssä Leningradissa. Sitten Neuvostoliiton teknikko B. Shelishch käytti ilma-vety-"cocktailia" laukaisemaan ilmapalloja.

Sitten vety unohtui jälleen, kunnes maailmanlaajuinen polttoainekriisi koputti ovelle 1970 -luvulla. 70 -luvun lopulla BMW -autonvalmistaja julkaisi ensimmäisen vetyä käyttävän autonsa, ja sitten muut yritykset seurasivat esimerkkiä, mukaan lukien American General Motors ja Ford, japanilainen Honda ja muut.

Kuitenkin heti kriisin laantuessa kiinnostus vetyä energialähteeksi hiipui jälleen. Ja nyt, vuosikymmeniä myöhemmin, ihmiskunta muisti jälleen olemassaolonsa, jota helpotti paitsi ympäristönsuojelijoiden aktivoituminen myös polttoaineiden hintojen nousu.

Vetymoottoreiden tunnusmerkki

Rakenteellisesti vetymoottori ei eroa paljoakaan tavallisesta polttomoottorista. Se sisältää myös männät, polttokammion ja kiertokanki-kampi. Joten mikä ero on?

Tosiasia on, että vetymoottorit käyttävät eri menetelmää polttoaineseoksen syöttämiseen ja sen myöhempään polttamiseen. Lisäksi vedyn palaminen vie paljon vähemmän aikaa kuin öljypohjaiset polttoaineet. Ero on merkityksetön, ja ensi silmäyksellä saattaa tuntua siltä, ​​että tavanomaisen ICE: n muuttaminen vetyksi ei ole vaikeaa, mutta näin ei ole.

Useita vetymoottorin käytön ongelmia:

1. Vetyä on vaikea saada. Ei ole mikään salaisuus, että se sisältyy veteen ja sitä pidetään perustellusti maailman laajimmin levittävänä kemiallisena elementtinä, vaikka sitä ei käytännössä esitetä puhtaassa muodossaan. Tämä tarkoittaa, että auto on varustettava erityisellä suljetulla asennuksella - elektrolysaattorilla, joka vastaa veden jakamisesta ja vedyn tuotannosta. Käytännössä tällaista asennusta on kuitenkin vaikea valmistaa, mikä vaikuttaa suuresti sen lopulliseen hintaan.
2. Korkean puristuslämpötilan ansiosta vety reagoi helposti voimalaitoksen eri metallielementtien ja jopa moottoriöljyn kanssa.
3. Jopa pieni vetyvuoto kosketuksessa lämmitettyyn jakotukkiin aiheuttaa tulipalon. Siksi nykyään käytetään vetymoottoreita luotaessa vain pyöriviä voimalaitoksia, koska ne vähentävät tulipalon vaaraa, koska imu- ja pakosarjan välinen etäisyys on suurempi.

Suurin osa ongelmista on kuitenkin tähän mennessä ratkaistu, ei vain pyörivissä asennuksissa, vaan myös mäntämekanismeja käyttävissä moottoreissa, mikä mahdollistaa vedyn pysymisen lupaavimpana bensiinin / dieselin korvikkeena.

Vetymoottorien tärkeimmät edut ja haitat

Vetymoottorien tärkeimmät edut:

• korkea ympäristöystävällisyys, koska vesihöyry on sen palamisen tuote. Kun vety palaa, myös moottoriöljy palaa, mutta myrkyllistä pakokaasua on useita kertoja vähemmän kuin poltettaessa bensiiniä tai "raskasta" polttoainetta;
• korkea hyötysuhde, joka on useita kertoja korkeampi kuin diesel- tai bensiinipolttoaineella toimivissa klassisissa voimalaitoksissa;
• suhteellinen rakenteellinen yksinkertaisuus sekä kalliiden ja epäluotettavien polttoaineen syöttöjärjestelmien puuttuminen, jotka ovat myös vaarallisia;
• äänettömyys.

Huolimatta lukuisista merkittävistä eduista, vetymoottoreilla on riittävästi haittoja:

• korkea hinta ja monimutkaisuus puhtaan vedyn saannissa;
• kehittymätön huoltoasemien infrastruktuuri, jolla voidaan tankata vedyllä;
• vetypolttoaineen kuljetusta ja käyttöä koskevien kansainvälisten standardien puute;
• polttoaineosien korkeat kustannukset ja vetymoottoreiden huolto;
• vetypolttoaineen varastointiin liittyvät vaikeudet. Tiedemiehet eivät vieläkään ole päässeet yhteiseen nimittäjään materiaalin suhteen, jota on käytettävä palavan vedyn varastointiin tarkoitettujen säiliöiden valmistuksessa;
• auton kokonaismassan kasvu johtuen vetymoottorista, joka on huomattavasti raskaampi kuin nyt yleisesti käytetyt bensiini- ja dieselmoottorit.

Lisäksi vetypullot on tarkastettava ja sertifioitava säännöllisesti, minkä voivat tehdä vain pätevät ja lisensoidut teknikot.

Suosituimmat autot, joissa on vetypolttomoottori

Kuvassa: Riversimple Rasa

Huolimatta siitä, että tutkijat ihmettelevät edelleen vetymoottoreiden käyttöön liittyviä nykyisiä ongelmia, vetyä käyttävien autojen määrä kasvaa edelleen. Tunnetuimmat vetyautot ovat:

1. Toyota Mirai FCV - auto debytoi ensimmäisen kerran vuonna 2013, mutta tuli myyntiin vasta vuonna 2015. Siellä olevat sylinterit tarjosivat "kantaman" noin 500 km.
2. BMW 750hL, jonka konseptiversio esiteltiin vuonna 2000. Auto on varustettu erityisellä vetysäiliöllä, jonka varanto riittää kattamaan 300 km.
3. Honda Clarity on toinen auto, joka käyttää vetyä klassisen polttoaineen sijaan. Mallin tärkeimpiä etuja ovat sen upea ulkonäkö ja vetyautojen standardien mukainen vaikuttava voimareservi 589 km.
4. Riversimple Rasa on pieni vetyauto, joka on kotoisin Isosta -Britanniasta. Sen tärkein ominaisuus oli sen pieni paino (hieman yli 500 kg) ja vaikuttava voimareservi - noin 500 km.

Lisäksi valmistajat esittävät edelleen vetykonseptiautoja, kuten Audi H-tron Quattro, vety-Mercedes GLC, Nikola One -kuorma-auto Nikola Motorilta, Pininfarina-suunnittelutalon H2 Speed ​​-superauto ja monia muita.

Johtopäätös

Useista haitoista huolimatta vedystä voi tulla lupaavin puhtaan energian lähde seuraavien 30–40 vuoden aikana. Meidän on vain löydettävä tehokas menetelmä vedyn tuottamiseksi ja kehitettävä infrastruktuuri sen toimittamiseksi loppukuluttajalle, niin ihmiskunta unohtaa ikuisesti polttoaineen lisäksi myös ympäristökriisin.