Что такое водородный автомобиль и как работает FCEV?

Не секрет, что в ближайшем будущем мир движется к автомобилям с нулевым уровнем выбросов. Несмотря на то, что за последнее десятилетие электромобили приобрели популярность в качестве альтернативы бензиновым автомобилям, водородным автомобилям было трудно догнать их. Тем не менее, автомобили на водороде, как и электромобили, остаются вероятным вариантом для замены автомобилей на бензине.

Интересуетесь наукой, стоящей за водородными автомобилями? Продолжай читать.

Как работает водородный автомобиль?

Когда дело доходит до водородных автомобилей, у вас может быть либо два разных источника энергии; водородный двигатель внутреннего сгорания или водородные топливные элементы. Водородный двигатель внутреннего сгорания устроен аналогично бензиновому двигателю, за исключением того, что он сжигает водород вместо бензина.

С другой стороны, водородный топливный элемент используется для преобразования химической энергии в электричество для приведения в движение вашего двигателя. Для этого газообразный водород выбрасывается из бака в топливный элемент, где он смешивается с кислородом, вызывая химическую реакцию, которая заставляет электроны генерировать электричество.

Технически водородный автомобиль мог бы быть электромобилем, но вместо аккумуляторов он оснащен электростанциями на топливных элементах, которые вырабатывают собственное электричество; Вот почему их называют электромобилями на топливных элементах или FCEV. Точно так же у вас есть возможность выбрать автомобиль с водородным двигателем внутреннего сгорания; иначе известный как HICEV. Узнать больше о как работают электромобили если вы не знакомы.

Каковы преимущества автомобилей на водородном топливе?

Водородные транспортные средства, использующие топливные элементы или внутреннее сгорание, производят водяной пар в качестве продукта выхлопа без следов углекислого газа. Другими словами, автомобили на водороде так же безвредны для окружающей среды, как и электромобили.

Кроме того, водородный автомобиль не нужно заряжать, как аккумуляторный электромобиль; вы можете заправить его менее чем за пять минут. Фактически, большинство водородных автомобилей могут легко преодолеть расстояние до 300 миль на полном баке.

Поскольку водородные автомобили с топливными элементами генерируют собственное электричество во время движения, им не нужны большие батареи. В большинстве случаев небольшой батареи мощностью 30 кВт более чем достаточно для хранения электроэнергии. Не говоря уже о том, что срок службы большинства водородных автомобилей с топливными элементами составляет от 5 000 до 10 000 часов; это эквивалентно пробегу от 150 000 до 300 000 миль.

Конечно, если вы едете на электромобиле на топливных элементах, двигатель будет работать тихо, как мышь.

Почему водородные автомобили еще не стали популярными?

По данным TWI Global, Водородные автомобили дороже в производстве, чем аккумуляторные электромобили. Из-за этого большинство производителей автомобилей не хотят рисковать и массово производить водородные автомобили.

Даже если вы можете позволить себе водородный автомобиль, где вы его заправите? На данный момент просто недостаточно инфраструктуры для поддержки водородных автомобилей. Согласно Центр данных по альтернативным видам топлива (AFDC), 48 водородных заправочных станций открыты для публики в Соединенных Штатах; 47 из этих заправочных станций находятся в Калифорнии. Если вы находитесь в Канаде, есть только семь общедоступных водородных заправочных станций (согласно GLP Автогаз).

Существует также вопрос об энергоэффективности водорода; для получения чистого газообразного водорода из метана или воды требуется много ресурсов, которые обычно включают сжигание ископаемого топлива.

Но что, если вы используете солнечную электроэнергию для получения водорода без ископаемого топлива? Да, это можно сделать, но согласно исследование, проведенное The Conversation, было бы более энергоэффективно, если бы вы заряжали электромобили напрямую, а не использовали электричество для производства газообразного водорода только для того, чтобы снова вырабатывать электричество с помощью топливных элементов.

За водород, который доступен на заправочных станциях, вы заплатите больше, чем за бензин или электричество; если не будет глобальной нехватки топлива, которая привела к резкому росту цен на бензин. На самом деле водород содержит больше энергии на единицу объема, чем бензин; это означает, что вы, вероятно, будете чаще посещать водородную заправочную станцию.

И последнее, но не менее важное: газообразный водород очень летуч и легко воспламеняется, что затрудняет его хранение. По этой причине баллоны с водородом должны быть прочными и пройти краш-тесты в экстремальных условиях, прежде чем они будут одобрены. Кроме того, водородные электростанции обычно строят рядом с заправочными центрами, поскольку транспортировка на дальние расстояния представляет угрозу безопасности.

Какие водородные автомобили доступны для потребителей?

По данным Мотор1, с 2011 года по всему миру было продано всего 41 700 водородных автомобилей. В настоящее время производятся только водородные автомобили Hyundai Nexo и Toyota Mirai. Другие известные водородные автомобили, которые были произведены, но сняты с производства, включают Honda Clarity и Hyundai Tucson FCEV.

Хендай Нексо электрический внедорожник на топливных элементах, работающий на водороде; он имеет диапазон от 354 миль до 380 миль. Его стартовая цена в Северной Америке составляет около 59 000 долларов за комплектацию Blue и около 62 000 долларов за комплектацию Limited.

Похож на Hyundai Nexo. Тойота Мирай представляет собой седан среднего размера на водородных топливных элементах. При полном баке Toyota Mirai может проехать от 357 миль (ограниченная отделка) до 402 миль (комплектация XLE). Его стартовая цена в Северной Америке составляет 49 500 долларов за комплектацию XLE и 66 000 долларов за комплектацию Limited.

И Hyundai Nexo, и Toyota Mirai имеют право на получение федеральной налоговой льготы в размере 7500 долларов США в Соединенных Штатах; если вы покупаете водородный автомобиль в Калифорнии, вы получаете дополнительную налоговую скидку в размере 4500 долларов.

Стоит также отметить, что и Toyota Mirai, и Hyundai Nexo поставляются с возможностью беспроцентного финансирования и бесплатной заправкой топлива на любой водородной станции стоимостью до 15 000 долларов. Это не лучше, чем это! В качестве альтернативы вы можете рассмотреть варианты аккумуляторных электромобилей с нулевым выбросом.

Может ли ваш следующий автомобиль работать на водороде?

По правде говоря, нам предстоит пройти долгий путь, прежде чем водородные автомобили станут обычным явлением на дорогах. Конечно, пока водородные заправочные станции не начнут появляться повсеместно и использование водорода не станет экономически выгодным, большинство людей будут скептически относиться к водородным автомобилям.

Тем не менее, вы все еще можете купить водородный автомобиль прямо сейчас, если хотите. Проблема в том, что найти водородную заправочную станцию ​​может быть трудной задачей.

4 вещи, которые следует учитывать перед переходом на электромобиль

Читать далее

Об авторе