El futuro de las pilas de combustible de hidrógeno
La clave para utilizar pilas de combustible de hidrógeno vehículo eléctrico reside en el principio de funcionamiento y el mecanismo casi perfectos y muy deseables de su fuente de energía, las pilas de combustible de hidrógeno, que nominalmente se denominan "batería", pero que son esencialmente un generador de electricidad basado en el principio químico de la conversión de energía química en electricidad mediante la reacción del gas hidrógeno como "combustible" con un agente oxidante presente en el aire: un generador de hidrógeno.
Índice
Al principio, las pilas de combustible de hidrógeno se utilizaban sobre todo con fines aeroespaciales y militares. Más tarde, dadas sus grandes ventajas potenciales y en respuesta a la cada vez más grave contaminación ambiental en el transporte, se investigó su aplicación en unidades motrices de automoción.
En la actualidad, el mundo es testigo de rápidos avances tecnológicos y notables resultados en las pilas de combustible de hidrógeno, que ya muestran brillantes perspectivas de desarrollo. Con el obstáculo técnico clave de los vehículos eléctricos, que siguen quemando coches durante mucho tiempo, las pilas de combustible de hidrógeno aportan una especie de esperanza a la gente.
Tras años de probar diversas opciones tecnológicas de vehículos de nueva energía en la industria automovilística mundial, algunos miembros de la comunidad académica han afirmado que las pilas de combustible de hidrógeno serán probablemente el objetivo final de los automóviles del mundo y la solución definitiva para los vehículos de nueva energía, basándose en su mayor respeto por el medio ambiente y su alta eficiencia energética.
Principales ventajas de los vehículos de pila de combustible de hidrógeno
Ventajas básicas
Excelente respeto por el medio ambiente. Tomemos como ejemplo el Toyota MIRAI, que sólo emite agua pura y ninguna otra sustancia nociva durante el proceso de conducción. Además, la política de doble carbono, los requisitos de salud medioambiental global y el anormal cambio climático nos han impulsado a centrar nuestra atención en el desarrollo de vehículos de nueva energía sobre pilas de combustible de hidrógeno, que a fin de cuentas son más importantes para las pilas de combustible de hidrógeno destacadas por su respeto al medio ambiente.
Pero también porque aún no hay muchas estaciones de repostaje de hidrógeno ni vehículos de energía de hidrógeno, y los costes son todavía elevados.
La eficiencia energética es especialmente alta. En cuanto al principio de funcionamiento de la pila de combustible de hidrógeno, genera energía sin pasar por un proceso de motor térmico, no está sometida a un ciclo térmico y no tiene esencialmente desprendimiento de calor ni pérdida de energía térmica. Como resultado, la eficiencia de conversión de energía puede alcanzar 60% o 70% o incluso más.
Los recursos energéticos del hidrógeno son abundantes. Además, el hidrógeno es omnipresente en el planeta y existen abundantes recursos y diversas formas de producirlo.
En cuanto a los medios técnicos que pueden utilizarse para lograrlo, el hidrógeno puede producirse mediante electrólisis del agua a partir de fuentes de energía renovables y limpias, como la energía eólica y la solar, o mediante la producción directa de hidrógeno utilizando la luz. de hidrógeno tienen un alto nivel de confort de marcha.
En comparación con los vehículos convencionales, los vehículos de pila de combustible no tienen problemas mecánicos de vibración y radiación térmica en la cadena cinemática, lo que no sólo garantiza una vida útil más larga y una mayor fiabilidad de las piezas relevantes del vehículo, sino también un funcionamiento sin problemas del mismo.
Ventajas únicas en comparación con los vehículos eléctricos puros
Basadas en el principio de funcionamiento científico y racional de las pilas de combustible, las pilas de combustible de hidrógeno evitan fundamentalmente algunos de los principales defectos de los vehículos eléctricos puros, como la limitación de autonomía y el peligro de seguridad de la fiebre fácil.
Pequeñas limitaciones de autonomía. La llamada "batería" de un coche de pila de combustible sólo genera electricidad, pero no la almacena. Por el contrario, mientras se suministre continuamente hidrógeno a las pilas de combustible de hidrógeno, el sistema de propulsión puede obtener electricidad suficiente para mover el coche.
La densidad de la energía del hidrógeno es de 2 a 3 veces la de la gasolina y el gasóleo, y 10 veces la del ión litio para los vehículos eléctricos. 5 kg de almacenamiento de hidrógeno pueden soportar pilas de combustible de hidrógeno durante 400 km, mientras que un vehículo eléctrico puro con el mismo kilometraje tendría media tonelada de peso de batería.
Las pilas de combustible de hidrógeno son seguras y respetuosas con el medio ambiente. Las pilas de combustible de hidrógeno están formadas por una fina separador de baterías de litio intercalada por una placa de polos. En teoría, la temperatura máxima de las pilas de combustible de hidrógeno no superará en la práctica los 100 grados centígrados, y con refrigeración de la bateríala temperatura será aún más baja.
Por lo que respecta al impacto medioambiental de las pilas de combustible de hidrógeno a lo largo de todo su ciclo de vida, en conjunto, los materiales constituyentes son esencialmente atóxicos y no se plantea ninguna cuestión de contaminación medioambiental en su preparación, utilización y reciclado.
Dificultades en el desarrollo de la pila de combustible de hidrógeno
A pesar de las muchas ventajas mencionadas, las pilas de combustible de hidrógeno son, al fin y al cabo, un producto tecnológico completamente innovador y revolucionario, e inevitablemente habrá imperfecciones y aspectos que mejorar.
El rendimiento técnico de los motores de pilas de combustible de hidrógeno debe mejorar considerablemente
En la fase inicial, el rendimiento técnico del motor de pilas de combustible de hidrógeno era deficiente y debía mejorarse mucho para satisfacer los requisitos reales, principalmente desde los siguientes aspectos.
En primer lugar, la densidad de potencia de las pilas de combustible de hidrógeno es baja, y la potencia de salida de todo el motor de pilas de combustible de hidrógeno es limitada.
En segundo lugar, la durabilidad del motor de pilas de combustible de hidrógeno es escasa. En la fase preliminar, la vida útil de los motores de pilas de combustible de hidrógeno a nivel internacional no suele superar las 3.000 horas, y el objetivo para 2020 es de 5.000 horas, lo que no supone una pequeña diferencia respecto a la aplicación real.
En tercer lugar, el motor de pilas de combustible de hidrógeno tiene una escasa adaptabilidad ambiental, especialmente a bajas temperaturas, lo que dificulta su arranque y reduce la autonomía.
Altos requisitos de fiabilidad del sistema
Para que el motor de pilas de combustible de hidrógeno tenga una potencia suficientemente grande, es necesario integrar cientos de pilas de combustible de hidrógeno individuales en una sola para formar una pila de pilas de combustible, lo que no sólo requiere que cada pieza tenga una calidad constante de antemano, sino también pilas en paralelo frente a pilas en serie cuando no se permite ningún error.
Conclusión
En marzo de 2022, China publicó un informe sobre la energía de las pilas de combustible de hidrógeno como foco de desarrollo estratégico, y los gobiernos locales respondieron positivamente, con muchos lugares emitiendo planes de subvenciones para las pilas de combustible de hidrógeno y los ocho componentes básicos que necesitan hacer avances.
Y las inversiones de capital y las operaciones de fusión y adquisición se centraron sobre todo en pilas de combustible de hidrógeno, pilas de potencia, electrodos de membrana y membranas de intercambio de protones.
El futuro de las pilas de combustible de hidrógeno
Al principio, las pilas de combustible de hidrógeno se utilizaban sobre todo con fines aeroespaciales y militares. Más tarde, dadas sus grandes ventajas potenciales y en respuesta a la cada vez más grave contaminación ambiental en el transporte, se investigó su aplicación en unidades motrices de automoción.
En la actualidad, el mundo es testigo de rápidos avances tecnológicos y notables resultados en las pilas de combustible de hidrógeno, que ya muestran brillantes perspectivas de desarrollo. Con el obstáculo técnico clave de los vehículos eléctricos, que siguen quemando coches durante mucho tiempo, las pilas de combustible de hidrógeno aportan una especie de esperanza a la gente.
Tras años de probar diversas opciones tecnológicas de vehículos de nueva energía en la industria automovilística mundial, algunos miembros de la comunidad académica han afirmado que las pilas de combustible de hidrógeno serán probablemente el objetivo final de los automóviles del mundo y la solución definitiva para los vehículos de nueva energía, basándose en su mayor respeto por el medio ambiente y su alta eficiencia energética.
Principales ventajas de los vehículos de pila de combustible de hidrógeno
Ventajas básicas
Excelente respeto por el medio ambiente. Tomemos como ejemplo el Toyota MIRAI, que sólo emite agua pura y ninguna otra sustancia nociva durante el proceso de conducción. Además, la política de doble carbono, los requisitos de salud medioambiental global y el anormal cambio climático nos han impulsado a centrar nuestra atención en el desarrollo de vehículos de nueva energía sobre pilas de combustible de hidrógeno, que a fin de cuentas son más importantes para las pilas de combustible de hidrógeno destacadas por su respeto al medio ambiente.
Pero también porque aún no hay muchas estaciones de repostaje de hidrógeno ni vehículos de energía de hidrógeno, y los costes son todavía elevados.
La eficiencia energética es especialmente alta. En cuanto al principio de funcionamiento de la pila de combustible de hidrógeno, genera energía sin pasar por un proceso de motor térmico, no está sometida a un ciclo térmico y no tiene esencialmente desprendimiento de calor ni pérdida de energía térmica. Como resultado, la eficiencia de conversión de energía puede alcanzar 60% o 70% o incluso más.
Los recursos energéticos del hidrógeno son abundantes. Además, el hidrógeno es omnipresente en el planeta y existen abundantes recursos y diversas formas de producirlo.
En cuanto a los medios técnicos que pueden utilizarse para lograrlo, el hidrógeno puede producirse mediante electrólisis del agua a partir de fuentes de energía renovables y limpias, como la energía eólica y la solar, o mediante la producción directa de hidrógeno utilizando la luz.
de hidrógeno tienen un alto nivel de confort de marcha.
En comparación con los vehículos convencionales, los vehículos de pila de combustible no tienen problemas mecánicos de vibración y radiación térmica en la cadena cinemática, lo que no sólo garantiza una vida útil más larga y una mayor fiabilidad de las piezas relevantes del vehículo, sino también un funcionamiento sin problemas del mismo.
Ventajas únicas en comparación con los vehículos eléctricos puros
Basadas en el principio de funcionamiento científico y racional de las pilas de combustible, las pilas de combustible de hidrógeno evitan fundamentalmente algunos de los principales defectos de los vehículos eléctricos puros, como la limitación de autonomía y el peligro de seguridad de la fiebre fácil.
Pequeñas limitaciones de autonomía. La llamada "batería" de un coche de pila de combustible sólo genera electricidad, pero no la almacena. Por el contrario, mientras se suministre continuamente hidrógeno a las pilas de combustible de hidrógeno, el sistema de propulsión puede obtener electricidad suficiente para mover el coche.
La densidad de la energía del hidrógeno es de 2 a 3 veces la de la gasolina y el gasóleo, y 10 veces la del ión litio para los vehículos eléctricos. 5 kg de almacenamiento de hidrógeno pueden soportar pilas de combustible de hidrógeno durante 400 km, mientras que un vehículo eléctrico puro con el mismo kilometraje tendría media tonelada de peso de batería.
Las pilas de combustible de hidrógeno son seguras y respetuosas con el medio ambiente. Las pilas de combustible de hidrógeno están formadas por una fina separador de baterías de litio intercalada por una placa de polos. En teoría, la temperatura máxima de las pilas de combustible de hidrógeno no superará en la práctica los 100 grados centígrados, y con refrigeración de la bateríala temperatura será aún más baja.
Por lo que respecta al impacto medioambiental de las pilas de combustible de hidrógeno a lo largo de todo su ciclo de vida, en conjunto, los materiales constituyentes son esencialmente atóxicos y no se plantea ninguna cuestión de contaminación medioambiental en su preparación, utilización y reciclado.
Dificultades en el desarrollo de la pila de combustible de hidrógeno
A pesar de las muchas ventajas mencionadas, las pilas de combustible de hidrógeno son, al fin y al cabo, un producto tecnológico completamente innovador y revolucionario, e inevitablemente habrá imperfecciones y aspectos que mejorar.
El rendimiento técnico de los motores de pilas de combustible de hidrógeno debe mejorar considerablemente
En la fase inicial, el rendimiento técnico del motor de pilas de combustible de hidrógeno era deficiente y debía mejorarse mucho para satisfacer los requisitos reales, principalmente desde los siguientes aspectos.
En primer lugar, la densidad de potencia de las pilas de combustible de hidrógeno es baja, y la potencia de salida de todo el motor de pilas de combustible de hidrógeno es limitada.
En segundo lugar, la durabilidad del motor de pilas de combustible de hidrógeno es escasa. En la fase preliminar, la vida útil de los motores de pilas de combustible de hidrógeno a nivel internacional no suele superar las 3.000 horas, y el objetivo para 2020 es de 5.000 horas, lo que no supone una pequeña diferencia respecto a la aplicación real.
En tercer lugar, el motor de pilas de combustible de hidrógeno tiene una escasa adaptabilidad ambiental, especialmente a bajas temperaturas, lo que dificulta su arranque y reduce la autonomía.
Altos requisitos de fiabilidad del sistema
Para que el motor de pilas de combustible de hidrógeno tenga una potencia suficientemente grande, es necesario integrar cientos de pilas de combustible de hidrógeno individuales en una sola para formar una pila de pilas de combustible, lo que no sólo requiere que cada pieza tenga una calidad constante de antemano, sino también pilas en paralelo frente a pilas en serie cuando no se permite ningún error.
Conclusión
En marzo de 2022, China publicó un informe sobre la energía de las pilas de combustible de hidrógeno como foco de desarrollo estratégico, y los gobiernos locales respondieron positivamente, con muchos lugares emitiendo planes de subvenciones para las pilas de combustible de hidrógeno y los ocho componentes básicos que necesitan hacer avances.
Y las inversiones de capital y las operaciones de fusión y adquisición se centraron sobre todo en pilas de combustible de hidrógeno, pilas de potencia, electrodos de membrana y membranas de intercambio de protones.