Ūdeņraža automašīnas ir autobūves nākotne. Kā darbojas ūdeņraža automašīnas, piemēram, Toyota Mirai un BMW X5?

Ūdeņraža automobiļi tirgū vēl neieņem spēcīgas pozīcijas. Tikai daži ražotāji nolemj pilnībā koncentrēties uz šīs tehnoloģijas izstrādi. Joprojām galvenokārt tiek strādāts pie elektromotoriem un mazāk piesārņojošiem iekšdedzes vai hibrīddzinējiem. Neskatoties uz lielo konkurenci, ūdeņraža automašīnas ir kuriozs. Kas ir vērts par viņiem zināt?

Kā darbojas ūdeņraža enerģija?

Ar ūdeņradi darbināmu transportlīdzekļu lielākā priekšrocība ir to videi draudzīgums. Šeit ir vērts atzīmēt, ka, lai tos varētu šādi definēt, ir nepieciešams ievērot vides aizsardzības principus arī ražošanas procesā. 

Ar ūdeņradi darbināmi automobiļi darbojas tā, ka tie ražo elektroenerģiju, kas nepieciešama transportlīdzekļa pārvietošanai. Tas ir iespējams, pateicoties uzstādītajām degvielas šūnām ar ūdeņraža tvertni, kas ģenerē elektrību. Elektriskais akumulators darbojas kā buferis. Tā klātbūtne visā transportlīdzekļa motora sistēmā ir nepieciešama, piemēram, paātrinājuma laikā. Tas var arī absorbēt un uzglabāt kinētisko enerģiju bremzēšanas laikā. 

Process, kas notiek ūdeņraža dzinējā 

Tāpat ir vērts noskaidrot, kas īsti notiek paša transportlīdzekļa ūdeņraža dzinējā. Kurināmā šūna ražo elektroenerģiju no ūdeņraža. Tas ir saistīts ar reverso elektrolīzi. Pati reakcija ir tāda, ka ūdeņradis un skābeklis gaisā mijiedarbojas, veidojot ūdeni. Tas rada siltumu un elektrību, lai darbinātu elektromotoru.

Degvielas šūnas ūdeņraža automašīnās

PEM degvielas šūnas tiek izmantotas ar ūdeņradi darbināmos transportlīdzekļos. Tā ir polimēra elektrolītiskā membrāna, kas atdala ūdeņradi un skābekli, kas ieskauj anodu un katodu. Membrāna ir caurlaidīga tikai ūdeņraža joniem. Tajā pašā laikā pie anoda ūdeņraža molekulas tiek sadalītas jonos un elektronos. Pēc tam ūdeņraža joni nokļūst caur EML uz katodu, kur tie savienojas ar atmosfēras skābekli. Tādējādi tie rada ūdeni.

No otras puses, ūdeņraža elektroni nevar iziet cauri EML. Tāpēc tie iet caur vadu, kas savieno anodu un katodu. Tādā veidā tiek ģenerēta elektrība, kas uzlādē vilces akumulatoru un darbina automašīnas elektromotoru.

Kas ir ūdeņradis?

To uzskata par vienkāršāko, vecāko un tajā pašā laikā visizplatītāko elementu visā Visumā. Ūdeņradim nav īpašas krāsas vai smaržas. Tas parasti ir gāzveida un vieglāks par gaisu. Dabā tas notiek tikai saistītā veidā, piemēram, ūdenī.

Ūdeņradis kā degviela – no kurienes to iegūst?

H2 elements tiek iegūts elektrolīzes procesā. Tam nepieciešama līdzstrāva un elektrolīts. Pateicoties tiem, ūdens tiek sadalīts atsevišķos komponentos - ūdeņradī un skābeklī. Pats skābeklis veidojas pie anoda, bet ūdeņradis pie katoda. H2 bieži ir ķīmisko procesu, dabasgāzes sintēzes vai jēlnaftas rafinēšanas blakusprodukts. Ievērojamu daļu no ūdeņraža pieprasījuma apmierina atjaunojamie enerģijas avoti.

Ūdeņradis no atjaunojamiem avotiem — kuras izejvielas ietilpst šajā grupā?

Ir vērts precizēt, kādus konkrētus materiālus var saukt par atjaunojamām izejvielām. Lai ūdeņraža un kurināmā elementu transportlīdzekļi būtu ilgtspējīgi, degvielai ir jābūt no tādiem avotiem kā:

• fotoelementi;
• Vēja enerģija;
• ūdens enerģija;
• saules enerģija;
• geotermāla enerģija;
• biomasa.

Ūdeņraža automašīnas – Toyota Mirai

2022. gada Toyota Mirai, kā arī 2021. gada modeļi ir viens no klientu biežāk izvēlētajiem modeļiem. Mirai darbības rādiuss ir līdz 555 km un 134 kW elektromotors, kas atrodas automašīnas aizmugurē. Enerģiju ģenerē iebūvētās degvielas šūnas, kas atrodas zem automašīnas priekšējā pārsega. Ūdeņradi izmanto kā primāro enerģiju un uzglabā tvertnēs tā sauktajā kardāna tunelī zem aizmugurējiem sēdekļiem. Tvertnēs ir 5,6 kg ūdeņraža pie 700 bāru spiediena. Arī Toyota Mirai dizains ir priekšrocība – auto dizains nav futūristisks, bet gan klasisks.

Mirai līdz 100 km/h paātrinās 9,2 sekundēs, un tā maksimālais ātrums ir 175 km/h.. Toyota Mirai nodrošina nemainīgu jaudu un ļoti labi reaģē uz vadītāja kustībām – gan paātrinājumu, gan bremzēšanu.

Ūdeņraža BMW X5 - automašīna, kurai ir vērts pievērst uzmanību

Ar ūdeņradi darbināmu transportlīdzekļu klāstā ir arī SUV. Viens no tiem ir BMW X5 ūdeņradis. Modelis savā dizainā neatšķiras no tās pašas sērijas krāsns kolēģiem. Var atšķirties tikai gaismas paneļi vai disku dizains, taču tās nav uzkrītošas ​​neatbilstības. Bavārijas zīmola produktam ir divas tvertnes, kas spēj uzglabāt līdz 6 kg gāzes, kā arī degvielas šūnas ar jaudu līdz 170 ZS. Interesanti, ka BMW ir apvienojis spēkus ar Toyota. Ar ūdeņradi darbināmais X5 modelis ir izstrādāts, izmantojot to pašu tehnoloģiju, ko Āzijas ražotāja Hydrogen NEXT automobiļi. 

Vai ūdeņraža automašīnas tiešām ir zaļas?

Ūdeņraža automobiļu galvenā priekšrocība ir tā, ka tās ir videi draudzīgas. Tomēr tas, vai tas tā ir, lielā mērā ir atkarīgs no ūdeņraža ražošanas veida. Laikā, kad galvenais kurināmā iegūšanas veids ir ražošana, izmantojot dabasgāzi, elektroenerģija, kas pati par sevi ir videi draudzīga un bez emisijām, nemazina visu ūdeņraža ražošanas laikā radušos piesārņojumu. Pat pēc ilgstošas ​​automašīnas lietošanas. Ūdeņraža automašīnu var saukt par pilnīgi zaļu, ja tā darbībai nepieciešamā enerģija tiek pilnībā iegūta no atjaunojamiem avotiem. Tajā pašā laikā transportlīdzeklis ir pilnīgi drošs videi. 

Ūdeņraža automašīnas - kopsavilkums

Elektrisko transportlīdzekļu darbības rādiuss arvien palielinās, un ar tiem ir arī ļoti patīkami braukt. Tomēr elektrisko transportlīdzekļu degvielas uzpildīšana var būt izaicinājums. Automašīnas ar šādu piedziņu lieliski sevi pierādīs lielo pilsētu, piemēram, Varšavas, tuvumā.Mūsu valstī joprojām ir maz ūdeņraža uzpildes staciju, taču tam vajadzētu mainīties līdz 2030. gadam, kad staciju skaits pieaugs līdz vairāk nekā 100, norāda Orlen.