Fullafk.com – Hidrojen arabası nasıl çalışır? Hidrojen yakıt hücreli araba hangi aksamlardan oluşur? Günümüzde bir hidrojen arabası , enerjisini bu gazla çalışan bir yakıt hücresinden alan elektrikli bir arabadır. Zincirin ana unsurunu oluşturan bir çekiş aküsünün otonomisini genişletmek için bu işlemi ikincil bir şekilde kullanan teknolojik mimariler de vardır. Son olarak, BMW’nin birkaç yıl önce doğrudan hidrojenle beslenen bir ısı motorlu bir model başlatmak için yaptığı bu girişimi hatırlamazsa, bu dosya tamamlanmayacaktır.

1806’da yakıt olarak

 1766’da İngiliz kimyager ve fizikçi Henry Cavendish hidrojeni keşfetti ve izole etti. Yirmi yıl sonra suyun yakılarak oluştuğunu gösteriyor. Bir yirmi yıl daha ve İsviçreli mucit Isaac de Rivaz, bu gazı 1806’da geliştirilen ilk içten yanmalı motor için yakıt olarak kullanıyor. Hidrojenin mobilite için ilk gerçek uygulaması: havacılık.

Daha 1938’de, Alman mühendis Hans-Joachim von Ohain, Heinkel 178’e monte edilen HeS3b turbojet’i için güç kaynağı olarak kullanıyordu. Sıvı hidrojen, 1970’lerin ortalarından itibaren ABD Hava Kuvvetleri tarafından bir süre dikkate alındı. Daha sonra çok sayıda hidrojen uçak projesi incelendi, ancak gerçek hayata geçirilmedi. En fazla enerjiyi yoğunlaştıran yakıt olduğu için sıvı haldeki bu ürün, roketatarlarda kullanılan yakıtlardan biridir. NASA’ya göre, Dünya’da nasıl dönüşeceğimizi ve katı hidrojeni nasıl kullanacağımızı bilseydik, uzay gezilerini çok daha ileriye taşıyabilirdik.

1994’te prototip bir arabada

Depolanmasını ve taşınmasını zorlaştıran özellikleri nedeniyle hidrojen, neredeyse iki yüzyıldır otomobil üreticilerinden uzak tutulmuştur. Chrysler, 1994 yılında PAC H2 ile ilk prototip otomobil geliştirme riskini aldı. Mercedes, on bir yıl sonra, kataloğuna ilk hidrojen otomobili olan Class B F-Cell’i ekledi.

2010’lar, kara hareketliliği için hidrojene çok geniş bir uygulama alanı açtı. Bu on yılın en başında, Kanada’nın ev sahipliği yaptığı Olimpiyat ve Para-Olimpiyat Oyunlarının bir parçası olarak PAC H2’deki yaklaşık yirmi otobüs Whistler ve Vancouver arasında servis olarak hizmete girdi. Scooterlar, elektrik destekli bisikletler, inşaat ve taşıma makineleri, hidrojenle çalışan modelleri içerir. Su üzerinde de bu gaz yakıt olarak kullanılmaya başlanır.

Hidrojen yakıt hücreli araba

Hidrojen hücreli bir araba (FCEV = Yakıt Hücreli Elektrikli Araçlar) her şeyden önce bir elektrikli arabadır, ancak enerjisini esas olarak bir yakıt hücresinden alır. Bununla birlikte, çekiş zincirinde bir pil bulunur, ancak daha az önemlidir. Bu teknolojik mimari 4 senaryoya göre etkinleştirilir, bunlardan en önemlisi tanklardan gelen hidrojeni aracı ileriye doğru hareket ettirmek için yakıt hücresi ve ilgili cihazları aracılığıyla kullanmaktır.

Pil tam kapasitede değilse ve makinenin kullanımı buna izin veriyorsa, CAP aynı anda şarj edilmesine izin verecektir. Güç için güçlü bir talep olduğunda, hızlanırken, yakıt hücresi ve batarya elektrik motoruna birlikte güç sağlar. Son olarak, elektrikli araçların büyük çoğunluğunda olduğu gibi, yavaşlama ve frenleme aşamalarının kinetik enerjisi, lityum paketini yeniden oluşturmak için elektriğe dönüştürülecek.

Hibrit

Bir PAC H2 otomobilinin çalışması, sonuçta bir Toyota Prius tipi hibrit motora çok yakındır . Bir veya daha fazla elektrik motorunu harekete geçiren tek bir nihai enerji olması dışında. Güç aktarım mekanizmasının mimarisi 5 ana unsurdan oluşur: çok yüksek basınçta sıkıştırılmış hidrojeni depolamak için tank (lar), yakıt hücresi, bir yüksek voltaj tampon bataryası, bir invertör, Elektrik motorları ve ilgili azaltma dişli (ler).

Rezervuarlar

Tanklardaki depolama basıncı ne kadar yüksekse (örneğin 700 bar), dağıtılan gaz miktarı o kadar fazla olur. Güvenlik nedenleriyle, kompozit malzemelerden yapılan bu kaplar, bir solenoid valf, bir yüksek basınç regülatörü ve bir taşma valfi dahil olmak üzere çeşitli yardımcı cihazlarla desteklenir.

H2 dedektörleri araca dağılmıştır. Bir uyarı durumunda, solenoid valf gaz beslemesini keser, yakıt hücresi durur ve havalandırma, gemide mevcut olabilecek hidrojeni dışarı atmaya özen gösterir. Tanklar, onaylanmadan önce, bazen makineli tüfek ateşi de dahil olmak üzere, zorlu testlere tabi tutulur. Davranışları, geleneksel termal araçlara göre daha kapsamlı çarpışma ve yangın testleri sırasında gözlemlenir. Bu, hidrojen yakıt hücrelerini benzine eşdeğer modellerden potansiyel olarak çok daha az tehlikeli hale getirir.

PAC

Farklı yakıt hücresi teknolojileri olmasına rağmen, PAC H2’ye sahip otomobil üreticileri, PEM (proton değişim membranı) olanları tercih ederler. Tanklardan alınan hidrojen anodun üzerinden geçecek ve bu da onu hidrojen iyonlarına (protonlar) ve elektronlara ayırma etkisine sahip olacaktır. Sadece protonlar, 2 elektrot arasında bulunan polimer elektrolit membranını geçebilir. Elektronlar, onlar, eviriciye yönlendirilecek elektrik akımını oluşturan harici bir devre ödünç alır. Katotta elektronlar ve protonlar, saf su oluşturmak için dış havadan alınan oksijen ile birleşir. Bu işleme hiçbir kirletici veya başka kalıntı eşlik etmez, sadece yolcu bölmesinin ısınmasını sağlamak için ideal bir ısı salınımı sağlanır.

Tampon pil

Klasik bir hibrit otomobilde olduğu gibi, pil kapasitesi gereksinimi çok yüksek değil, sadece birkaç kilovat saat. Somut olarak, paket yalnızca en fazla bir avuç kilometre yol kat etmeye izin veriyordu. Daha da önemlisi, tanklar için gerekli alanı kıracak ve donattığı arabanın toplam ağırlığı üzerinde çok büyük bir etkisi olacaktır.

Redüktörlü motor invertörü

Akünün ve hidrojen hücresinin yüksek gerilimli doğrudan akışını alternatif akıma dönüştürmekten sorumlu ise, bu sadece FCEV aracındaki motor (lar) tarafından kullanılabiliyorsa, inverter ayrıca motor devrini düzenlemeye ve tork. İkincisi, bir veya daha fazla motordan oluşabilir.

İkinci senaryo, örneğin makineye çok fazla ağırlık vermeden tam çekiş elde etmeyi mümkün kılar. Bu cihazlar, tampon bataryayı yeniden şarj ederek yavaşlamalar sırasında jeneratörlerdir. Redüktör, sürücünün çalıştırdığı kontrollere göre elektrik motorlarının hızını uyarlayarak torku yükseltir.

Bir özerklik genişletici olarak CAP

Hidrojen hücreli bir elektrikli otomobilin avantajı, birkaç yüz kilo pil ile uğraşmak zorunda kalmadan birkaç yüz kilometre menzilden faydalanmasıdır.

Bir Fransız şirketi olan Symbio, PAC H2 kullanarak bir menzil genişletici geliştirdi. Geleneksel bir elektrikli arabaya kurulur, bu nedenle 150 ila 250 kilometre otonomi için onlarca kWh’lik bir lityum paketi taşır. Hidrojen hücresi, sürüş sırasında bataryayı yeniden şarj eden bir jeneratör olarak kullanılır ve bu, örneğin donattığı elektrikli aracın normal hareket aralığını ikiye katlamayı mümkün kılar. Hidrojen arabanın aksine, burada motora güç veren daima aküdür.

Termal motor

Birçok sürücü hala hidrojen arabasını, biraz LPG veya CNG ile çalışan bir araç gibi H2 gazı ile doldurulacak bir termal model olarak hayal ediyor. Var olan ama kesinlikle otomotiv geçmişinin bir parçası gibi görünen bir konfigürasyon.

Bir hatırlatma olarak, BMW, Hydrogen 7’nin (760 Li’ye dayanan) yüz kopyasını 2007 ile 2009 yılları arasında üretti. Makine, hem benzin hem de benzinle hidrojene çalışan 6 litre deplasmanlı bir V12 motorla donatılmıştı. Gaz, 170 litrelik (8 kilo) bir kriyojenik tankta çok düşük sıcaklıkta sıvı halde depolanmıştır. Yaklaşık 200 kilometre gitmeye yeter. Depoda depolama problemine ve bir H2 istasyonunun bulunmamasına ek olarak, önemli bir motor gücü ve tork kaybı vardı.