Elektriline Vs Kütuseelement: "Roheline" Auto Tech Selgitas

{h1}

Võrdleme aku jõuliste elektriliste sõidukite (nagu tesla mudel s) ja vesinikkütusega sõidukeid (näiteks toyota mirai) taga töötatud tehnoloogiat.

Aku jõul töötavad elektrimootorid ja vesinikkütuseelemendiga sõidukid on mõlemad näinud nende arengus edusamme ning üks või mõlemad nimetatud tehnoloogiad võivad kujutada endast roheliste autode tulevikku.

Mõlemad tehnoloogiad pakuvad sisepõlemismootoritele puhtamat alternatiivi ja mõlemad kasutavad elektrokeemilisi seadmeid. Aga mis vahe on nende vahel? Üks elektrisõidukid kasutavad aku sees salvestatud energiat, kusjuures kütuseelemendiga sõidukid on salvestanud kütuse, mis reageerib energia tootmiseks.

Laialdase kasutuselevõtu saavutamiseks on kaks tehnoloogiat silmitsi unikaalsete väljakutsetega, kuid mõlemad on paljutõotavad, ütlevad eksperdid. [Hyperloop, Jetpacks & More: 9 futuristliku transiidi ideed]

"Need ei ole tingimata konkureerivad tehnoloogiad - need on sarnased ja üksteist täiendavad," ütles East Lansingi Michigani Riikliku Ülikooli keemiatehnoloog ja materjalide teadlane Lawrence Drzal.

Elektrisõidukid

Kui tavalised sõidukid põlevad kütust sisepõlemismootoris, ei toeta aku jõulisi elektrisõidukeid mootorit. Selle asemel kasutavad nad akutesse salvestatud energiat ühe või mitme elektrimootori võimsuseks.

Viimastel aastatel on elektriautod populaarsust tõusnud, kuid elektrisõidukid tehti juba 18. sajandi lõpul, Michigani ülikooli mehaanikainsener Huei Pengi sõnul töötab keskkonnasõbralike sõidukite, sealhulgas elektrisõidukite projekteerimisel ja juhtimisel autod. Sõidukid jäid populaarseks kuni 20. sajandi alguse, mil nad pidid konkureerima massiliselt toodetud sisepõlemismootoriga sõidukitega.

"Pärast paari aastakümmet võistlust võitis sisepõlemismootor peamiselt akude piirangute tõttu," ütles Peng WordsSideKick.com.

1970ndate ja 1980ndate naftaenergia kriisi ajal tagastatud huvi elektrisõidukite vastu, kuid autosid ei saavutatud masstootmisega kunagi. Siiski on elektriautod alates 2008. aastast tagasi tulemas, kasutusele võtnud täielikult elektriautod, nagu Tesla Motors Roadster (ja hiljem mudel S) ja Nissan Leaf.

Paljud tänapäeva elektriautod töötavad laetavate liitium-ioonpatareidega - sama tüüpi leidub enamikus sülearvutites. Need asendavad odavamaid pliiakud, mida kasutatakse enamikes vanemates mudelites. [5 viisi, kuidas teie tehnoloogia läheb 2015. aastal roheliseks)

Kütuseelementidega sõidukid

Kütuseelementide sõidukid juhivad ka elektrimootorit, kuid aku asemel töötavad nad elektrienergiat pardal asuvas kütuseelemendis, kasutades tavaliselt õhku hapnikku ja salvestatud vesinikku.

"Patareid ja kütuseelemendid on üsna sarnased," ütles Pittsburghi Carnegie Melloni ülikooli mehaanikainsener Shawn Litster, kes töötab kütuseelementide projekteerimisel. Erinevus on selles, et "kütuseelemendiga saate energiasäästust energiakontsentratsiooni lahutada", ütles ta.

Kütuseelemendid kasutavad katalüsaatorit, et ühendada kaks reagenti, mis tekitab elektronide voolu (ka elekter). Kütuseelementide toetamiseks võib kasutada erinevaid kütuseid, kuid kõige tavalisem on vesinik, mis on toodetud maagaasist. Kui hapnik ja vesinik reageerivad, toodavad nad ainult vett ja soojust, muutes nad nullheitmetega sõidukid (nt aku jõulised elektriautod).

"Tõenäoliselt on kütuseelementide vanim [kaubanduslik] kasutamine kosmoseprogrammis," sõnas Drzal, kes töötab materjalides, et muuta sõidukid kergemaks ja kütusesäästlikumaks. Kuigi NASA suudab endale maksta peaaegu mingit hinda, tarbivad sõidukid, "vajate kütuseelemente, mis ei ole mitte ainult tõhusad, vaid ka kulutõhusad," ütles Drzal WordsSideKick.com.

Tänapäeval on turul saadaval kaks kütuseelemendiga sõidukit: Hyundai Tucson (ix35 FCEV) ja Toyota Mirai. Ameerika Ühendriikide energeetikaministeeriumi andmetel on praegu Californias kümme avalikku vesinikku põlemajaama, üks Connecticutist ja üks Lõuna-Carolinas. Litster ütles, Californias on veel kümneid veelgi arendatud.

Electric vs kütuseelement?

Elektrisõidukid pakuvad paljutõotavat alternatiivi sisepõlemisautodele, sest nad ei kasuta otseselt põlevkütuseid. Nad on võimelised tootma ka hetkelist pöördemomenti ja sujuvamat kiirendust kui tavalised autod.

Kuid elektriautod ei pruugi tingimata keskkonnasõbralikumad kui tavalised põletusseadmed. Näiteks võib elektrisõiduki elektrisõidukilt elektrisõidukilt elektrienergiast saadav elektrienergia kivisöelektrijaam olla isegi kõige halvema sisepõlemismootoriga, võib Peng ütles. Sama põhjendus kehtib kütuseelementide kohta - need on ainult nii puhas kui vesinikuallikas, mida nad kasutavad.

Elektrilised sõidukid on piiratud ka nende aku laadimisega. Lühikese distantsiga sõitmiseks pole see probleem, kuid pikemateks sõitudeks on vaja pikki laadimisperioode. Üheks võimalikuks lahenduseks on aku vahetamine, milles tühjenenud aku vahetatakse täislaetuna, ja Tesla Motors on seda võimalust kasutama hakanud.

Patarei tehnoloogia on dramaatiliselt paranenud, kuid "patareid on endiselt liiga rasked ja kallid ning neil pole piisavalt energiat, mis tähendab lühemat vahemikku," ütles Peng. Ent ta lisas, et patareide hind on viimase 10 aasta jooksul oluliselt langenud.

Kütuseelementidega sõidukitel ei ole aku jõul töötavate sõidukitega samu piirmäärasid, kuna need võivad lihtsalt hoida rohkem (vesinikkütuseid).Tänapäeva vesinikkütuseelementidega sõidukite peamised puudused on vähese infrastruktuuri olemasolu vesinikkütuse tootmiseks ja katalüsaatorite maksumus, ütles Litster.

Platinum on kütuseelementide üks levinumaid katalüsaatoreid, kuid see on väga kallis, ütles Litster. Ta ja tema kolleegid töötavad selle nimel, kuidas muuta plaatina efektiivsemaks, samal ajal kui teised teadlased arendavad odavamate materjalide katalüsaatoreid.

Kuigi aku jõulised elektriautod võivad kütuseelementidega sõidukitel käivitada, hakkavad mõlemad tehnoloogiad kiiresti liikuma. Litster ütles, et on huvitav näha, kus nad on juba viis aastat.

Jälgi Tanya Lewist Twitter. Järgne meile @wordssidekick, Facebook & Google+. Algne artikkel WordsSideKick.com kohta.


Video Täiendada: .




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com