Отървете се от автомобила с горивни клетки! Едисон - дом на поколение Е.
Те са по-скъпи и по-малко мощни от електронните автомобили и се нуждаят от три пъти повече електричество. Батерията спечели. Водородът трябва да се използва за химия. Полемика от физик.
Германското правителство взе решение за национална водородна стратегия. През следващите години в цялата страна трябва да бъдат инсталирани хиляди бензиностанции за водород, да се популяризират превозни средства с задвижвания с горивни клетки и да се построят съоръжения за производство на водород. За това „активиране на пазара“ стартира програма от седем милиарда евро, която също споменава синтетични горива за двигатели с вътрешно горене и разработването на по-добри системи за съхранение на водород за превозни средства. Неизбежното използване на водород в химическата промишленост и перспективите за производство на безвъглеродна стомана с водород се споменават само между другото. Това е технологично напълно нереална политика.
Годината е 2020. Практичните електрически автомобили се произвеждат масово и проблемите им до голяма степен са решени. Капацитетът на акумулаторните батерии се е утроил за 30 години и цената им е спаднала с почти 90 процента за десет години. Те могат да се зареждат по-бързо и животът им е умножен.
Смята се, че производството на клетки с капацитет от 50 киловатчаса (kWh) е възможно при китайския производител Contemporary Amperex Technology Ltd (CATL) за еквивалент от 3750 до 5000 евро. По-нататъшно намаляване до 2500 евро трябва да бъде възможно за литиево-железни фосфатни батерии. Разработени са и алтернативи на литиево-йонната батерия.
В електролизаторите водата се разгражда до водород и кислород с помощта на електричество. В зависимост от процеса, с ефективност между 60 и 85 процента. Снимка: DLR
Идеята за превозното средство с горивни клетки възниква в свят, в който батериите са тежки, скъпи и зависят от оскъдни ресурси, могат да се зареждат само часове и в най-добрия случай издържат на няколкостотин цикъла на зареждане. Това вече не е така. Електрическите превозни средства с акумулаторни батерии осигуряват високоефективно и чисто задвижване, което технологията на горивните клетки обещава от десетилетия на все по-ниски цени. Тази технология е идея на 20-ти век, за която има очевидно по-добри алтернативи през 21-ви век.
Водородът се нуждае от три пъти повече енергия
Toyota Mirai е най-продаваният автомобил с горивни клетки в света - и добър пример за основните проблеми, които тази технология поставя. Енергийният източник на Mirai, водородът в резервоара, тежи само пет килограма. Пълното захранване обаче тежи 200 килограма. Той се състои от резервоар от 87 килограма и 200 литра от въглеродни влакна за съхранение на водорода, система от 60 килограма горивни клетки и 22 килограма никел-метална хидридна батерия с капацитет за съхранение 1,6 киловат часа (kWh). Това е необходимо за регенеративно спиране. Всичко това също трябва да бъде инсталирано и закотвено в тялото по защитен начин.
Toyota Mirai беше първият масово произведен автомобил с горивни клетки - и до днес най-продаваният. Снимка: Toyota
75 кВтч батерията на Tesla 3, от друга страна, е неразделна част от тялото. Тежи около 500 кг с твърдия защитен капак, но като цяло Tesla не е по-тежък от Mirai. А обхватът на двете превозни средства е приблизително еднакъв: 500 километра.
Всяка седмица докладваме за свързания живот, възобновяемите енергии и новата мобилност. Нашият бюлетин обобщава най-добрите текстове, изображения и фонове по кратък и информативен начин - регистрирайте се тук без задължение:
Благодарим ви, че се регистрирахте
Не би ли било добре, ако и двете системи се конкурираха помежду си. В допълнение: Най-важният аспект, който на първо място доведе до преориентация далеч от двигателя с вътрешно горене, се пренебрегва напълно: съвместимост с околната среда. Напълно нови технологии също трябва да се разглеждат като Слънчеви клетки по всички пътища, където е възможно със системи за събиране на енергия чрез въздушни линии, напр. Има пробна писта, m.W. красив.
Всички аргументи в статията са достъпни за всеки, който е разумен и фактически информиран. Още по-неразбираеми са правителствените инициативи в Германия и Австрия по отношение на водорода.
Значителен принос, който с удоволствие споделям във Facebook!
Преди 5 години щях да се съглася с техните твърдения. 2020 вече не.
CATL LPF достигат 240 Wh/kg, главно чрез комбинация от по-добра химия на батерията (напр. Включване на силиций в графитните аноди за увеличаване на капацитета, без да се рискува разпадането на Sicilium), оптимизиране на клетките за голям капацитет вместо висока мощност и -поглъщане, както и отдалечаване от отделни цилиндрични клетки, при което могат да бъдат спестени материални и производствени разходи.
Faradion доставя първите батерии за Австралия тази и следващата година на производител на камиони в Индия, където се създава фабрика от порядъка на GWh/година.
https://www.pv-magazine-india.com/2020/04/23/uk-based-faradion-mulling-sodium-ion-battery-manufacturing-in-india/
Както писах в статията си за това, много се случи през последните 4 години. Много учени са преминали от литий към натрий, след като почти няма научни публикации за натриево-йонни батерии между края на 80-те години и около 2012 г., но в същото време настъпва известна стагнация на литиево-йонните батерии. Много напредък беше постигнат много бързо от толкова много хора и през цялото време идва още. Има не само обещаващи отделни лабораторни образци, които работят, но и поредица от подходящи резултати с поне 500 цикъла на зареждане, от които производителите вече могат да избират (и правят) коя точно клетъчна химия най-добре отговаря на техните производствени и експлоатационни изисквания. Независимо дали става въпрос за ниски разходи за суровини, относително висока енергийна плътност (в момента до около 160Wh/kg) или висока мощност с компромиси в енергийната плътност.
Много добре обобщено. Изречението на Дуесенданиел се отнася и за: „За мен като инженер тези технически факти са ясни от дълго време, дори и да не са оправдани с толкова подробности, защото за мен обикновено е достатъчно сравнение на общата ефективност“.
Изявления като тези от THG трябва просто да се игнорират - времето за четене не си заслужава.
Коментар: "Те са по-скъпи и по-малко мощни от електрическите автомобили и се нуждаят от три пъти повече електричество."
Водородното превозно средство обаче е какво? A W кола?
Предполагаемата по-висока енергийна ефективност на батерията се предшества от сто процента генериране от възобновяеми енергийни източници. И дори тогава значителните размери на ядрото се игнорират.
И така, горивните клетки стареят и в резултат тяхната ефективност намалява. За щастие батериите вероятно не са.
Като цяло прочетох много „бих могъл, бих, ще ...“ ... Не съм фен на водорода, но това е неоснователно разбиване. Тъжно.
Здравейте г-н Хобс, това е мнение, което има за цел да стимулира дискусията. Не е научен трактат.
Мнението също трябва да се основава на факти ... това не изисква научен трактат. В крайна сметка имате дискусия; Вече знаете моите аргументи 😉
Цитат: "Предполагаемата по-висока енергийна ефективност на батерията се основава на сто процента производство от възобновяеми енергийни източници."
Същото се отнася и за електричеството, което се използва за генериране на водород, с тази разлика, че се изисква повече от три пъти повече. Не разбирам този аргумент.
Цитат: „Горивните клетки стареят и в резултат тяхната ефективност намалява. За щастие батериите вероятно не са. "
Процесите на стареене на горивните клетки всъщност са много различни. Батериите губят капацитета си, тъй като освобождават само около 99,98% до 99,995% от съхранения електрически заряд поради несъвършена колумбиева ефективност (поради химически процеси в клетката. По-дебел горен слой, бавно увреждане на катода/анода, разлагане на Електролити и др.) Действителната ефективност винаги остава същата, само след 1000-4000 пълни цикъла на зареждане (в този пример) се губят около 20% от капацитета на зареждане. С остаряването вътрешното съпротивление на батериите също се увеличава, но ефектът не е съществен за ефективността на цялостната система, особено в сравнение със загубите при производството и използването на водород.
При горивните клетки обаче мембраната на горивната клетка се разлага. Катализаторът в него става неактивен поради химични реакции (по-специално този ефект има въглероден окис) или се освобождава напълно от мембраната. Напрежението, подавано от клетката, намалява със същото преобразуване на водорода ("изгаряне").
Това на първо място намалява електрическата ефективност, но следователно и изходящата електрическа мощност със същия водороден оборот и следователно обхвата със същото количество водород в резервоара. Тъй като ефективността на горивната клетка зависи и от доставената мощност в сравнение с максималната мощност (*) - и намалява с по-голяма мощност - ефектът в шофьорската практика е дори по-голям от спада на напрежението в клетката.
От опит е известно, че горивните клетки губят около 10% напрежение след 2000 работни часа. (Работно време в нормален режим на шофиране, което рядко се извършва при пълно натоварване.)
https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/73011.pdf
(*) Това е физическо явление, което се причинява от работната температура под точката на кипене на водата в горивната клетка. „Изгорелият“ водород образува течна вода от катодната страна на горивната клетка, която сега частично пречи на достъпа на кислорода до мембраната на горивната клетка. Това препятствие се проявява в спад в клетъчното напрежение. Колкото по-висока е мощността, толкова повече вода се произвежда и толкова повече пада напрежението на клетката. Това също ефективно ограничава максималната мощност на този тип горивна клетка, тъй като от определена точка напрежението на клетката пада по-бързо, отколкото по-високият токов поток може да компенсира с по-висока конверсия на водород.
Нуждаете се от около 2,5 до 3 пъти количеството електрическа енергия във водородна кола, ако искате същия пробег като електрическо превозно средство с акумулатор. Независимо дали идва от електроцентрала на въглища, от вятърни турбини или каквото и да е друго. 3 пъти повече ... За това става въпрос ....
Благодарим ви за този наистина поучителен и информативен преглед на BEV и FCEV в сравнение. За мен като инженер тези технически факти са ясни от дълго време, дори и да не са обяснени толкова подробно, защото обикновено сравнение на общата ефективност е достатъчно за мен.
За съжаление, тук не става въпрос за физика, а за силови игри на политиката и бизнеса и не би било за първи път по-лошата система да бъде приложена срещу интересите на широката общественост в полза на много малко, но богато малцинство.
Удивително е какво можете да изпъкнете от полуистини в мрежата или е имало отворен голям портфейл, който да разпространява тази глупост. Дори да повтаряте нещата отново и отново, те не стават по-правилни.
Удивително е в какво съм обвинен в отговорите на тази статия, без да правя каквото и да било съществено изявление относно самата статия.
Може да ви притесни, че сравних свойствата на две истински коли като пример. Изборът е направен просто според критерия кои модели на съответната технология, съществувала на пазара, се продават най-често и освен източника на енергия, имат до голяма степен сравними свойства.
От ваша гледна точка бих намерил много интересни няколко факта, които биха доказали твърдението ви за „въртене заедно“. Но вероятно няма да предстои много.