Гонка продолжается, чтобы заменить нынешнее поколение автомобилей, потребляющих топливо, и правительство Великобритании недавно пообещало прекратить продажу всех новых бензиновых и дизельных автомобилей к 2040 году.
В то время как заменяемые электромобили и гибридные автомобили находятся в стадии разработки, многие считают, что будущее за автомобилями, работающими на водородных топливных элементах. И ряд автомобильных фирм уже предприняли шаги в этой области.
Что такое топливный элемент?
Топливные элементы вырабатывают электричество в результате химической реакции и были впервые разработаны еще в 1830-х годах. Более века спустя они использовались НАСА в коммерческих целях для выработки энергии для спутников и космических капсул.
В отличие от обычных батарей, в которых для поддержания энергии используются химические вещества, хранящиеся в элементе, топливные элементы используют постоянный поток топлива в элемент. Большинство топливных элементов используют водород и кислород.
ЧИТАЙТЕ СЛЕДУЮЩИЙ: Лучшие электромобили в Великобритании
Единичный топливный элемент имеет примерно такое же количество энергии, что и одноэлементный сухой аккумулятор, который не может питать даже ноутбук. Чтобы приводить в движение автомобили, топливные элементы сложены и связаны друг с другом.
Вместо того, чтобы полагаться на бензин или дизельное топливо, автомобили на топливных элементах (FCV) объединяют водород с кислородом, чтобы произвести электричество для привода двигателя.
Как работают топливные элементы?
Автомобили, работающие на топливных элементах, такие как Toyota Mirai или Honda Clarity FCV, сочетают в себе характеристики автомобиля с двигателем внутреннего сгорания и аккумулятором. Энергия производится из топлива в баке, но в качестве топлива используется водород, а не сжиженный бензин или дизельное топливо. Однако обычные двигатели сжигают топливо, в то время как топливные элементы химически плавятся с кислородом в воздухе, производя воду - единственный продукт отходов, образующийся в результате этого процесса.
Существуют разные виды топливных элементов, но те, которые обычно используются в автомобилях, называются полимерно-обменной мембраной или протонообменной мембраной. Они имеют структуру, аналогичную батарее, с положительной клеммой, отрицательной клеммой и электролитом, разделяющим их.
Таким образом, как аккумуляторная батарея, пока топливный элемент имеет источник питания, он может работать. Энергия для них исходит от электрохимической реакции между водородом и кислородом, который всегда присутствует в воздухе. Пока доступен водород, ячейка может работать.
ЧИТАЙТЕ СЛЕДУЮЩИЙ: Загрязняющие туннели над автомагистралями могут уменьшить количество вредных газов
Почему топливные элементы подходят для автомобилей?
В отличие от двигателей внутреннего сгорания, которые выделяют в атмосферу вредный углекислый газ, топливные элементы производят только воду и тепло в качестве побочных продуктов, что делает их более экологически безопасными.
См. По теме Почему Toyota и Mazda объединяются для разработки электромобилей Найдите ближайшую станцию для зарядки электромобилей в Великобритании Обзор Honda Clarity: мы ведем самый передовой в мире водородный автомобиль
Windows 10 сторонние темы
Кроме того, они производят меньше шума, чем двигатели, поэтому сон на пассажирском сиденье может быть гораздо более спокойным.
В чем подвох?
Хотя сами топливные элементы не производят углекислый газ, производство используемого водорода может вызвать загрязнение, поскольку большая часть его в настоящее время производится с использованием ископаемого топлива, выделяющего углекислый газ.
Водород также можно производить путем электролиза воды, и, хотя этот процесс может быть обеспечен возобновляемыми источниками энергии, такими как энергия ветра, большая часть водорода по-прежнему производится с использованием противных ископаемых видов топлива.
Также трудно избавиться от привычек. Общество привыкло производить автомобили с бензиновыми двигателями, а это означает, что они, как правило, дешевле, лучше проверены и надежнее. Также намного проще отремонтировать ваш автомобиль, работающий на бензине - в скольких гаражах вы видели рекламу скидок на проверки топливных элементов?
