Позбавтесь автомобіля від паливних елементів! Едісон - будинок покоління Е.
Вони дорожчі та менш потужні, ніж електронні машини, і їм потрібно втричі більше електроенергії. Акумулятор виграв. Водень слід використовувати для хімії. Полеміка фізика.
Німецький уряд прийняв рішення про національну водневу стратегію. У найближчі роки по всій країні мають бути встановлені тисячі заправних станцій для водню, сприятимуть транспортним засобам з приводами на паливних елементах та побудуватимуть потужності з виробництва водню. Для цієї «активації ринку» було розпочато програму в розмірі 7 мільярдів євро, в якій також згадується синтетичне паливо для двигунів внутрішнього згоряння та розвиток кращих систем зберігання водню для транспортних засобів. Неминуче використання водню в хімічній промисловості та перспективи виробництва безвуглецевої сталі з воднем згадуються лише побіжно. Це технологічно абсолютно нереальна політика.
Рік 2020. Практичні електромобілі випускаються масово, і їх проблеми значною мірою вирішені. Ємність акумуляторних батарей за тридцять років потроїлась, а ціна за десять років впала майже на 90 відсотків. Їх можна швидше зарядити, і тривалість їх життя багаторазово збільшилася.
Виробництво комірок потужністю 50 кіловат-годин (кВт-год) є можливим у китайського виробника Contemporary Amperex Technology Ltd (CATL) за еквівалент від 3750 до 5000 євро. Подальше зниження до 2500 євро повинно бути можливим для літієвих залізофосфатних батарей. Також були розроблені альтернативи літій-іонній батареї.
В електролізаторах вода за допомогою електрики розщеплюється на водень та кисень. Залежно від процесу, з ефективністю від 60 до 85 відсотків. Фото: DLR
Ідея автомобіля на паливних елементах виникла у світі, в якому акумулятори були важкими, дорогими та залежали від обмежених ресурсів, заряджалися лише годинами і в кращому випадку витримували кілька сотень циклів зарядки. Це вже не так. Електричні транспортні засоби з акумуляторними батареями забезпечують високоефективний та чистий привід, який лише десятиліттями обіцяли завдяки технології паливних елементів за все нижчих цін. Ця технологія - ідея 20 століття, для якої в 21 столітті є явно кращі альтернативи.
Водень потребує втричі більше енергії
Toyota Mirai є найбільш продаваним у світі автомобілем на паливних елементах - і хороший приклад основних проблем, які ставить ця технологія. Джерело енергії Mirai, водень у резервуарі, важить лише п’ять кілограмів. Однак повне джерело живлення важить 200 кілограмів. Він складається з 87-літрового та 200-літрового резервуару з вуглеволокна для зберігання водню, 60-кілограмової системи паливних елементів та 22-кілограмової нікелево-гідридної батареї ємністю 1,6 кіловат-години (кВт-год). Це потрібно для рекуперативного гальмування. Все це також повинно бути встановлено та закріплено в корпусі захищеним способом.
Toyota Mirai була першим серійним автомобілем на паливних елементах - і на сьогоднішній день є найбільш продаваним. Фото: Toyota
Акумулятор Tesla 3 потужністю 75 кВт-год є невід’ємною частиною корпусу. Він важить близько 500 кг з жорстким захисним чохлом, але загалом Tesla не важча за Mirai. І запас ходу обох транспортних засобів приблизно однаковий: 500 кілометрів.
Щотижня ми звітуємо про пов’язане життя, відновлювані джерела енергії та нову мобільність. Наш бюлетень стисло та інформативно узагальнює найкращі тексти, малюнки та фони - зареєструйтесь тут без зобов’язань:
Дякуємо за реєстрацію
Не було б добре, якби обидві системи конкурували між собою. До того ж: найважливішим аспектом, який в основному призвів до переорієнтації далеко від двигуна внутрішнього згоряння, є повністю нехтувана: екологічна сумісність. Також слід брати до уваги абсолютно нові технології, такі як сонячні батареї вздовж усіх вулиць, де це можливо, із системами збору електроенергії через повітряні лінії, наприклад, є випробувальна доріжка. гарний.
Усі аргументи статті доступні кожному, хто є розумним та фактично поінформованим. Тим більше незрозумілі державні ініціативи в Німеччині та Австрії щодо водню.
Вагомий внесок, яким я із задоволенням поділюся у Facebook!
5 років тому я б погодився з їхніми твердженнями. 2020 вже не.
ФНЧ від CATL досягають 240 Вт/кг, головним чином завдяки поєднанню кращої хімії батареї (наприклад, включення кремнію в графітові аноди для збільшення ємності без ризику розпаду сицилію), оптимізації комірок для високої ємності замість високої вихідної потужності та -поглинання, а також віддалення від окремих циліндричних комірок, завдяки чому можна заощадити матеріальні та виробничі витрати.
Цього року Faradion постачає перші акумулятори до Австралії, а наступного року - до виробника вантажівок в Індії, де будується завод порядку ГВт/год.
https://www.pv-magazine-india.com/2020/04/23/uk-based-faradion-mulling-sodium-ion-battery-manufacturing-in-india/
Як я писав у своїй статті, за останні 4 роки у цій галузі сталося багато. Багато вчених перейшли з літію на натрій після того, як з кінця 1980-х до приблизно 2012 року майже не було наукових публікацій про натрій-іонні батареї, але в той же час настала певна стагнація літій-іонних батарей. Багато людей досягли значного прогресу, і постійно надходить все більше. Існують не тільки перспективні окремі лабораторні зразки, які працюють, але також низка придатних результатів із принаймні 500 циклами зарядки, серед яких виробники тепер можуть вибрати (і зробити), яка саме хімія клітин найкраще відповідає їх вимогам до виробництва та продуктивності. Будь то низькі витрати на сировину, відносно висока щільність енергії (в даний час приблизно до 160 Вт/год) або висока вихідна потужність з компромісами в щільності енергії.
Дуже добре узагальнено. Вирок Дуесенданіеля також стосується: "Для мене, як для інженера, ці технічні факти були зрозумілі вже давно, навіть якщо вони не обґрунтовані настільки детально, тому що зазвичай для мене достатньо порівняння загальної ефективності".
Заяви, подібні до заяв THG, слід просто ігнорувати - час читання не варто.
Коментар: "Вони дорожчі та менш потужні, ніж електронні автомобілі, і їм потрібно втричі більше електроенергії".
Однак водень - це що? Автомобіль W?
Нібито вищій енергоефективності заряду акумулятора передує стовідсоткова генерація з відновлюваних джерел енергії. Навіть тоді значні розміри ядра ігноруються.
Отже, паливні елементи старіють, і в результаті їх ефективність знижується. На щастя, акумулятори, ймовірно, ні.
Загалом, я багато читав "міг, міг би, буду" ... Я не фанат водню, але це необгрунтоване розбиття. Сумно.
Привіт, містере Хоббс, це частина думки, яка покликана стимулювати дискусію. Не науковий трактат.
Думка також повинна базуватися на фактах ... для цього не потрібен науковий трактат. Врешті-решт ви обговорюєте; Ви знаєте мої аргументи зараз 😉
Цитата: "Нібито вища енергоефективність заряду акумулятора заснована на стовідсотковому відновленні від відновлюваних джерел енергії".
Те саме стосується електроенергії, що використовується для виробництва водню, з тією різницею, що його потрібно втричі більше. Я не розумію цього аргументу.
Цитата: “Паливні елементи старіють, і в результаті їх ефективність знижується. На щастя, акумулятори, мабуть, ні. "
Процеси старіння паливних елементів насправді дуже різні. Акумулятори втрачають ємність, оскільки випускають лише близько 99,98% до 99,995% накопиченого електричного заряду через недосконалу ефективність Колумбія (через хімічні процеси в клітині. Більш товстий верхній шар, повільне пошкодження катода/анода, розкладання Електроліти тощо) Фактична ефективність завжди залишається незмінною, лише після 1000-4000 повних циклів зарядки (у цьому прикладі) втрачається близько 20% зарядної ємності. Старіння також збільшує внутрішній опір акумуляторів, але ефект є незначним для ефективності загальної системи, особливо порівняно із втратами при виробництві та використанні водню.
Однак у випадку паливних елементів мембрана паливного елемента розкладається. Каталізатор у ньому стає неактивним внаслідок хімічних реакцій (такий ефект має, зокрема, окис вуглецю) або повністю виділяється з мембрани. Напруга, що подається клітиною, зменшується при однаковому перетворенні водню ("згоряння").
Це, перш за все, знижує електричну ефективність, але, отже, також виводить електричну потужність з однаковим оборотом водню і, отже, діапазон з однаковою кількістю водню в баку. Оскільки ефективність паливного елемента також залежить від поданої потужності в порівнянні з максимальною потужністю (*) - і зменшується з більшою потужністю - ефект у водійській практиці навіть більший, ніж можна сказати про падіння напруги в елементі.
З досвіду відомо, що паливні елементи втрачають приблизно 10% напруги після 2000 робочих годин. (Час роботи в звичайному режимі водіння, який рідко відбувається при повному навантаженні.)
https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/73011.pdf
(*) Це фізичне явище, спричинене робочою температурою нижче температури кипіння води в паливному елементі. «Спалений» водень утворює рідку воду на катодній стороні паливного елемента, яка тепер частково перешкоджає доступу кисню до мембрани паливних елементів. Ця перешкода проявляється в падінні напруги в комірці. Чим вище потужність, тим більше виробляється води і тим більше падає напруга в комірці. Це також ефективно обмежує максимальну потужність цього типу паливних елементів, оскільки з певної точки напруга комірки падає швидше, ніж більший потік струму може компенсувати більшим перетворенням водню.
Вам потрібно приблизно в 2,5 - 3 рази більше електричної енергії у водневому автомобілі, якщо ви хочете такий же пробіг, як акумуляторний електромобіль. Незалежно від того, надходить це від вугільної електростанції, від вітрогенераторів чи чогось іншого. У 3 рази більше ... Ось про що мова ....
Дякуємо за цей справді повчальний та інформативний огляд BEV та FCEV у порівнянні. Для мене, як для інженера, ці технічні факти були зрозумілі вже давно, навіть якщо вони не обгрунтовані настільки детально, оскільки для мене зазвичай достатньо порівняння загальної ефективності.
На жаль, мова йде не про фізику, а про ігри влади в політику та бізнес, і це буде не перший раз, коли бідніша система застосовується проти інтересів широкої громадськості на користь дуже маленької, але багатої меншини.
Дивно, що ви можете викрутити з напівправди в Інтернеті, чи там був відкритий великий гаманець, щоб поширити це лайно. Навіть якщо ти повторюєш речі знову і знову, вони не стають більш правильними.
Дивно, у чому мене звинувачують у відповідях на цю статтю, не роблячи жодної суттєвої заяви щодо самої статті.
Вас може турбувати той факт, що я порівняв властивості двох справжніх автомобілів як приклади. Вибір був зроблений просто за критерієм, які моделі відповідної технології, що існували на ринку, продавались найчастіше і, крім джерела живлення, мають переважно порівнянні властивості.
З вашої точки зору, я знайшов би кілька цікавих фактів, які підтвердили б ваше твердження про "прядіння разом". Але, мабуть, ще не дуже багато.