Vehicul cu hidrogen

BUS cu celule de combustibil

Autobuz cu hidrogen produs în Caxias do Sul , Rio Grande do Sul , Brazilia de către TuttoTrasporti. a funcționat și în coridorul São Mateus-Jabaquara din zona de sud a orașului São Paulo , vehiculul a fost dezactivat de sistem, nu este clar motivul dezactivării.

Un vehicul cu hidrogen este un vehicul care folosește hidrogenul ca combustibil. Cu această expresie ne putem referi atât la o mașină, cât și la orice alt mijloc de transport al hidrogenului, cum ar fi o aeronavă sau o navă .

Clasificare

Aceste vehicule convertesc energia chimică a hidrogenului în energie mecanică , acest lucru se poate face în următoarele moduri:

• HICEV (Vehicul cu motor cu combustie internă cu hidrogen), apoi îl arde într-un motor cu ardere internă ;
• FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle), provocând apoi reacția acestuia cu oxigenul dintr-o celulă de combustibil , producând electricitate.

Vehicule cu combustie cu hidrogen (HICEV)

Francois Isaac de Rivaz a proiectat motorul De Rivaz în 1806, primul motor cu ardere internă care funcționa pe un amestec de hidrogen și oxigen. Étienne Lenoir a proiectat Hippomobile în 1863. Paul Dieges a brevetat o modificare a motorului cu combustie internă pe benzină în 1970 pentru a-l transforma într-un motor cu ardere de hidrogen. În prezent, există mașini care utilizează arderea internă a hidrogenului, de exemplu BMW Hydrogen 7 . Vehiculele care utilizează hidrogen ca combustibil sunt, de exemplu, unele rachete. NASA a folosit hidrogen pentru a lansa navete spațiale în spațiu.

În iulie 2010, Boeing și-a dezvăluit avioanele pilotate cu hidrogen Phantom Eye pilotate de la distanță (alias UAV), alimentate de două motoare Ford cu combustie internă care au fost transformate pentru a funcționa cu hidrogen. ^[1] În Europa, motoarele de reacție A2 s-au propus să utilizeze proprietățile termodinamice ale hidrogenului lichid, pentru a atinge viteze foarte mari, în zbor pe distanțe lungi (antipode) prin arderea combustibilului într-un motor cu jet pre-răcit . 3NY

Vehicule cu pile de combustibil (FCEV)

Exemplu privind structura unui vehicul cu pilă de combustibil

Celule de combustibil

Același subiect în detaliu: Pilă de combustibil .

O celulă de combustibil (numită și celulă de combustibil de la denumirea în engleză a pilei de combustibil ) este un dispozitiv electrochimic care permite obținerea energiei electrice direct din anumite substanțe, de obicei hidrogen și oxigen , fără a avea loc niciun proces de ardere termică.

Eficiența sau eficiența celulelor de combustie poate fi foarte mare; unele fenomene, cu toate acestea, cum ar fi cataliza și interne de rezistență , loc limite practice cu privire la eficiența lor.

Autobuzele , trenurile , bicicletele , bărcile, bicicletele de transport , căruțele de golf , motocicletele electrice ( VE ), scaunele cu rotile , navele , avioanele și submarinele pot funcționa deja pe hidrogen. Există, de asemenea, o mașină de jucărie care funcționează cu energie solară , folosind o celulă de combustibil regenerativă pentru a stoca energie sub formă de hidrogen și oxigen . Combustibilul poate fi apoi transformat înapoi în apă pentru a elibera energia solară ^[2] .

Celulă de combustibil demonstrativă formată din douăsprezece celule.

Recordul actual de viteză pentru un vehicul alimentat cu hidrogen este de 461.038 km / h stabilit de Echipa Buckeye Bullet 2 a Universității de Stat din Ohio , care a atins o viteză de zbor de 450.628 km / h la Bonneville Salt. Flats în august 2008. Pentru în stilul vehiculelor, recordul actual pentru un vehicul alimentat cu hidrogen este de 333,38 km / h, stabilit de un prototip Ford Fusion Hydrogen 999 Fuel Cell Race Car la Bonneville Salt Flats din Wendover , Utah în august 2007. A fost însoțit de un oxigen comprimat mare. rezervor pentru a crește puterea. Honda a creat, de asemenea, un concept car numit FC Sport , care poate reuși să bată acest record dacă este pus în producție ^[3] .

Automobile

Multe companii studiază în prezent fezabilitatea construcției de mașini cu hidrogen, iar unii producători de mașini au început să le dezvolte. Finanțarea a venit atât din surse private, cât și din surse guvernamentale. Cu toate acestea, Ford și- a abandonat planurile de a dezvolta mașini cu hidrogen, afirmând că „Următorul pas important în planul Ford este creșterea volumului vehiculelor electrice în timp” ^[4] . În mod similar, Renault-Nissan din Franța a anunțat în 2009 că își anulează eforturile de cercetare și dezvoltare pentru mașinile cu hidrogen ^[5] . În octombrie 2009, CEO-ul General Motors , Fritz Henderson, a menționat că GM și-a redus programul de hidrogen, deoarece costul construirii mașinilor cu hidrogen era prea mare. "Drumul spre comercializare este încă departe", a spus el. Chevrolet Volt costă în jur de 40.000 de dolari, în timp ce un vehicul cu hidrogen costă în jur de 400.000 de dolari ^[6] . Majoritatea mașinilor cu hidrogen sunt disponibile în prezent doar ca modele demonstrative pentru leasing limitat și nu sunt încă pregătite pentru uz public. Numărul estimat de vehicule cu hidrogen în Statele Unite a fost de 200 în octombrie 2009, majoritatea acestora în California ^[7] .

Honda și-a introdus vehiculul cu celule de combustibil în 1999 numit FCX și de atunci a introdus a doua generație FCX Clarity . În 2007, la Salonul Auto din Los Angeles, Honda a dezvăluit primul model de producție al FCX Clarity. Comercializarea limitată a FCX Clarity a început în iunie 2008 în Statele Unite și a fost introdusă în Japonia în noiembrie 2008 ^[8] . FCX Clarity este disponibil doar în SUA în Los Angeles , unde sunt disponibile 16 stații de alimentare cu hidrogen, iar din iulie 2009, 10 clienți au închiriat Clarity cu 600 USD pe lună ^[9] . Honda a declarat că ar putea începe producția de masă a vehiculelor FCX până în 2020 ^[9] și a reiterat în 2009 că continuă să investească resurse în dezvoltarea celulelor de combustibil cu hidrogen, pe care le consideră „cel mai bun pariu pe termen lung. ^[10] .

În 2008, Hyundai a anunțat planurile de a produce 500 de vehicule cu celule de combustibil până în 2010 și de a începe producția în serie a vehiculelor sale FC în 2012 ^[11] . La începutul anului 2009, Daimler AG a anunțat planurile de a începe producția de vehicule FC în 2009, cu un obiectiv de 100.000 de vehicule în 2012-2013 ^{[12] [13]} . În 2009, Nissan a început să testeze un nou vehicul FC în Japonia ^[14] .

În septembrie 2009, Daimler, Ford, General Motors, Honda, Hyundai, Kia, Renault, Nissan și Toyota au lansat o declarație comună privind angajamentul lor de a dezvolta și lansa vehicule electrice cu pilă de combustibil încă din 2015 ^[15] . În februarie 2010, Lotus Cars a anunțat că dezvoltă o flotă de taxiuri cu hidrogen la Londra, sperând să fie gata să le testeze la Jocurile Olimpice din 2012 . Viceprimarul Londrei, Kit Malthouse, a declarat că șase stații de alimentare cu combustibil ar trebui să fie disponibile și aproximativ 20-50 de taxiuri ar trebui să fie în funcțiune până atunci, precum și 150 de autobuze alimentate cu hidrogen ^[16] .

În martie 2010, General Motors a declarat că nu a abandonat tehnologia celulelor de combustibil și că a urmărit totuși să introducă clienților vehicule alimentate cu hidrogen până în 2015. Charles Freese, director executiv al GM, a declarat că compania consideră că vehiculele cu celule de combustibil, ambele baterii sunt necesare vehicule electrice pentru reducerea gazelor cu efect de seră și reducerea dependenței de petrol, iar SUA ar trebui să urmeze Germania și Japonia adoptând o strategie mai uniformă privind opțiunile tehnologice avansate. Ambele au anunțat planuri pentru deschiderea a 1000 de stații de alimentare cu hidrogen. ^[17]

Pe 15 decembrie 2014, Toyota comercializează Toyota Mirai , un vehicul cu pile de combustie, în Japonia. ^[18] În noiembrie 2016, Honda a prezentat Clarity Fuel Cell în Europa și Statele Unite. ^{[19] [20]} În martie 2017, Hyundai a prezentat conceptul FE la Salonul Auto de la Geneva . În iulie 2018, Hyundai prezintă SUV-ul Nexo , cu un motor electric alimentat cu celule de combustibil: autonomie de aproximativ 650 km și putere de 135KW (40KW bateria și 95KW cele trei celule cu hidrogen).

Autobuz

Un autobuz cu hidrogen în Londra produs de firma irlandeză Wrightbus.

Autobuzele cu celule de combustibil (spre deosebire de autobuzele cu hidrogen) sunt testate de diferiți producători în diferite locuri. Fuel Cell Bus Club este o colaborare mondială pentru testarea autobuzelor cu pile de combustibil.

Hidrogenul a fost inițial depozitat în rezervoare montate pe acoperiș, deși modelele sunt acum încorporate la bord. Unele modele cu două etaje utilizează rezervorul în partea centrală dintre cele două punți.

Bicicletă cu hidrogen .

Motociclete și scutere

Producătorul ENV dezvoltă motociclete electrice alimentate cu pile de combustie, inclusiv Suzuki Crosscage . Alți producători precum Vectrix lucrează la scutere de hidrogen alimentat ^[21]. În cele din urmă, cu celule de combustibil hibrid electric scutere cum ar fi Suzuki Burgman ^[22] , iar FHybrid sunt dezvoltate . ^[23]

Quad

H-Due de la Autostudi Srl ^[24] este un quad alimentat cu hidrogen, capabil să transporte de la una până la trei persoane.

Tractoare

A fost prezentat un concept pentru un tractor alimentat cu hidrogen, New Holland NH² . ^[25]

Navele

Același subiect în detaliu: nava cu hidrogen .

În ultimii ani, au fost construite și unele bărci care utilizează hidrogenul ca sursă de energie. Printre acestea se numără o navă fabricată de Toyota . ^[26]

Trenuri

La 17 septembrie 2018, primul tren cu hidrogen face o călătorie inițială în Germania. ^{[27] [28] [29]} În total două trenuri cu hidrogen, Cordia iLint, produsă de multinaționala franceză Alstom în Salzgitter în Saxonia Inferioară, au fost puse pe calea ferată. ^[30]

Avioane

Boeingul o celulă de combustibil alimentată de o celulă de combustibil cu hidrogen.

Companii precum Boeing , Lange Aviation GmbH și Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt folosesc hidrogenul drept combustibil pentru aeronavele cu echipaj și fără echipaj. În februarie 2008, Boeing a testat un zbor uman cu un avion mic, alimentat de o celulă de combustibil cu hidrogen. Au fost testate și avioane cu hidrogen fără pilot ^[31] . Cu toate acestea, pentru avioanele mari de pasageri, The Times a raportat că „Boeing a spus că celulele de combustibil cu hidrogen sunt puțin probabil ca putere primară pentru motoarele de avioane mari de pasageri, dar ar putea fi utilizate ca putere de rezervă. Sau unități auxiliare”. ^[32]

Sursa de energie

Utilizarea pe scară largă a hidrogenului ca combustibil de transport este elementul cheie al așa-numitei economii a hidrogenului .

Disponibilitate

Pe Pământ, hidrogenul nu poate fi găsit liber în natură și, prin urmare, nu ar trebui considerat o sursă de energie , ci un vector de energie . În prezent, este produs în principal din metan sau din alți combustibili fosili . Cu toate acestea, poate fi produs din diverse alte surse (cum ar fi energia eoliană , solară sau nucleară ) cu electroliza ulterioară a apei, pentru a concura cu sursele tradiționale ^[33] .

Producție

Mai multe companii, în special în est, au început să dezvolte tehnologii utilizate pentru a exploata potențialul hidrogenului în domeniul transporturilor. Avantajul utilizării hidrogenului ca purtător de energie constă în faptul că, dacă hidrogenul ar fi obținut fără utilizarea combustibililor fosili, vehiculele nu ar contribui la contribuția dioxidului de carbon în atmosferă, cu toate acestea ar crește emisiile de vapori. dintre cele mai puternice gaze cu efect de seră. Cu toate acestea, hidrogenul are mai multe dezavantaje: fiind un gaz are un conținut de energie mai mic pentru același volum comparativ cu alte surse; lichefierea acestuia, care ar rezolva parțial problema, necesită energie și, prin urmare, face ca utilizarea hidrogenului să fie mai puțin eficientă; depozitarea și transportul prezintă diverse probleme și necesită o investiție mare în infrastructura de distribuție; în cele din urmă, procesul de producție a electrolizei nu este încă suficient de eficient. ^[34]

Realimentare

Sistem de alimentare cu hidrogen

Realimentarea este rapidă, cu timp comparabil cu benzina, motorina, GPL sau metanul.

Notă

Elemente conexe

• Celule de combustibil
• Stație de alimentare cu hidrogen
• Autostrada cu hidrogen
• Trenul cu hidrogen

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre vehiculele cu hidrogen

Portalul automobilelor

Portalul Energiei

Portalul de transport