Ya Saya memperkenalkan tentang kenderaan hidrogen yang berjalan pada sel bahan api dan kenderaan pembakaran dalaman. Dalam artikel lain ini saya akan tunjukkan lebih lanjut mengenai bahan api ini yang diletakkan sebagai bahan api bersih untuk masa depan, dan yang mempunyai kelebihan dan sifat yang menarik.
Oleh itu, saya akan mendedikasikan artikel ini kepada terangkan semua butiran yang anda mungkin tertanya-tanya mengenainya, dan lihat sama ada ia benar-benar bersih dan menjanjikan seperti yang mereka katakan...
Mendapatkan hidrogen dan jenis
El hidrogen, H, Ia adalah unsur pertama dalam jadual berkala, paling ringan dan paling banyak di alam semesta, dengan nombor atom 1. Walaupun banyaknya, ia tidak ditemui dalam keadaan tulen di Bumi, sebaliknya digabungkan dengan unsur lain, terutamanya dalam air ( H2O). Untuk mendapatkan hidrogen tulen, pelbagai kaedah mesti digunakan:
- elektrolisis air: ialah proses elektrokimia yang memecahkan air kepada komponennya, hidrogen dan oksigen, menggunakan elektrik. Iaitu, dengan memasukkan dua elektrod + dan – ke dalam air dan menggunakan arus, molekul air mula terurai menjadi H dan O.
- Pembaharuan hidrokarbon: Ia adalah proses termokimia yang menukarkan hidrokarbon (seperti metana, petrol atau gas asli) kepada hidrogen dan karbon monoksida.
- Pengegasan arang batu: ialah proses termokimia yang menukar arang batu kepada gas sintetik yang kaya dengan hidrogen.
- Yang lain ...
Bergantung pada cara hidrogen diperoleh, kita boleh membezakan antara beberapa jenis hidrogen, yang tidak mempunyai perbezaan dalam diri mereka, tetapi hanya berfungsi untuk membezakan mengikut asalnya:
- Hidrogen hijau: kini di bibir semua, ia dihasilkan daripada sumber yang boleh diperbaharui seperti elektrolisis dengan tenaga suria atau angin.
- Hidrogen biru: Ia diperoleh daripada hidrokarbon fosil dengan tangkapan dan penyimpanan karbon (CCS) untuk mengurangkan kesan alam sekitar.
- Hidrogen kelabu: Ia dijana daripada hidrokarbon fosil tanpa CCS, membebaskan pelepasan CO2 ke atmosfera.
- Hidrogen hitam: Ia dihasilkan daripada arang batu, yang menjadikannya pilihan yang paling mencemarkan.
Sifat bahan api
El gas hidrogen (H2) Ia dibentangkan sebagai janji tenaga untuk masa depan pengangkutan, sama ada untuk kenderaan sel bahan api, digunakan dalam bateri yang menjana elektrik untuk menggerakkan motor elektrik, atau dalam enjin pembakaran dalaman, mencampurkan hidrogen dengan oksigen di udara dan menghasilkan pembakaran yang serupa dengan apa yang dilakukan sekarang dengan diesel atau petrol.
Ia adalah bahan api yang mampan jika ia berasal dari hijau atau biru, dan pembakaran adalah bersih, kerana ia biasanya hanya mengeluarkan air sebagai hasilnya, tanpa gas atau zarah pencemar lain. Sebaliknya, ia juga merupakan sumber tenaga yang cekap, kerana lebih daripada 60% boleh digunakan untuk menjana tenaga yang diperlukan, manakala enjin petrol konvensional menggunakan sekitar 30% bahan api, dan enjin diesel sekitar 40%.
Hidrogen juga memungkinkan untuk dicapai prestasi yang baik dan autonomi yang unggul kepada kereta semasa yang bergantung kepada bateri, yang menjanjikan sebagai alternatif kepada kereta elektrik dan hibrid plug-in. Dengan tidak perlu mengecas bateri, tetapi hanya mengisi tangki gas, anda boleh mengisi minyak dengan cepat.
Memang benar bahawa mempunyai kelemahannya, seperti kos yang lebih tinggi disebabkan oleh kekurangan infrastruktur semasa, dan keperluan untuk mengoptimumkan proses pengeluaran, serta sesuatu yang tidak selamat jika tidak dikendalikan dengan berhati-hati, kerana sebagai gas yang bertindak balas dengan oksigen, ia mesti disimpan dengan selamat dalam silinder gas tahan atau botol.
Campuran: nisbah udara hidrogen untuk enjin
Untuk enjin pembakaran dalaman hidrogen, atau HICE, kami mempunyai bahawa, sebagai contoh, campuran stoikiometrik ialah campuran yang dalam pembakaran ideal secara teori adalah lengkap, di mana semua hidrogen bertindak balas dengan semua oksigen yang terdapat di udara. Untuk hidrogen, Campuran stoikiometri ialah 2 bahagian udara kepada 1 bahagian hidrogen mengikut isipadu. Walau bagaimanapun, mungkin terdapat campuran yang lebih kaya atau lebih kurus, bergantung pada apa yang perlu dicapai dalam setiap enjin.
Sel bahan api hidrogen mengambil tenaga kimia daripada gas dan menukarnya terus kepada elektrik melalui tindak balas elektrokimia. Dalam kes ini nisbah udara/oksigen tidak kritikal dalam proses ini, kerana hanya oksigen dari udara digunakan untuk tindak balas. Ia boleh diubah suai mengikut permintaan elektrik.
Campuran dengan gas lain
Perlu dikatakan bahawa campuran hidrogen dengan gas lain sedang disiasat untuk enjin hidrogen, dengan tujuan untuk meningkatkan prestasi, kecekapan atau mengurangkan pelepasan pencemaran. Contohnya, memperkenalkan nitrogen untuk mengurangkan suhu pembakaran dan mengurangkan pelepasan, campuran dengan gas asli untuk meningkatkan kecekapan, campuran dengan gas petroleum cecair atau LPG, dsb. Itu mengenai enjin pembakaran, tetapi ia juga boleh dicampur dengan CO2 atau karbon dioksida untuk sel bahan api...
Masalah pra-pencucuhan
La Pra-pencucuhan, juga dikenali sebagai pembakaran pramatang, adalah fenomena yang tidak diingini yang boleh berlaku dalam enjin pembakaran dalaman, termasuk enjin hidrogen. Ia berlaku apabila campuran udara-bahan api menyala lebih awal daripada yang dikehendaki.
Ia boleh disebabkan oleh suhu yang berlebihan di dalam kebuk pembakaran, mampatan tinggi, campuran yang terlalu kaya dengan hidrogen, dsb. sama ada, akibat Mereka adalah kehilangan kuasa enjin, peningkatan penggunaan bahan api, dsb.
Untuk dapat mencegah masalah ini, pelbagai kaedah boleh digunakan, seperti kawalan suhu melalui sistem penyejukan yang baik, bahan dengan kekonduksian terma yang lebih baik untuk menghilangkan haba, pelarasan dalam pemasaan pencucuhan, penggunaan bahan tambahan, dsb.
Imej | canva