Kunci untuk menggunakan sel bahan bakar hidrogen kendaraan listrik terletak pada prinsip kerja dan mekanisme sumber tenaganya yang nyaris sempurna dan sangat diinginkan, yaitu sel bahan bakar hidrogen, yang secara nominal disebut "baterai" tetapi pada dasarnya adalah generator listrik berdasarkan prinsip kimiawi yang mengubah energi kimiawi menjadi listrik dengan cara mereaksikan gas hidrogen sebagai "bahan bakar" dengan zat pengoksidasi di udara - generator hidrogen.
Daftar Isi
Pada awalnya, sel bahan bakar hidrogen terutama digunakan untuk keperluan kedirgantaraan dan militer. Kemudian, mengingat potensi keuntungannya yang besar dan sebagai tanggapan terhadap polusi lingkungan yang semakin serius dalam transportasi, ada penelitian tentang aplikasinya dalam unit daya otomotif.
Saat ini, dunia menyaksikan kemajuan teknologi yang pesat dan hasil yang luar biasa dalam sel bahan bakar hidrogen, yang telah menunjukkan prospek yang cerah untuk dikembangkan. Dengan kendala teknis utama kendaraan listrik yang masih membakar mobil untuk waktu yang lama, sel bahan bakar hidrogen membawa semacam harapan bagi masyarakat.
Setelah bertahun-tahun mencoba berbagai pilihan teknologi kendaraan energi baru di industri otomotif dunia, beberapa kalangan akademisi menyatakan bahwa sel bahan bakar hidrogen akan menjadi tujuan utama mobil dunia dan solusi utama untuk kendaraan energi baru, berdasarkan keramahannya terhadap lingkungan dan efisiensi energinya yang tinggi.
Keuntungan utama kendaraan sel bahan bakar hidrogen
Keuntungan dasar
Ramah lingkungan yang sangat baik. Mari kita lihat Toyota MIRAI, yang hanya mengeluarkan air murni dan tidak ada zat berbahaya lainnya selama proses mengemudi. Selain itu, kebijakan karbon ganda, persyaratan kesehatan lingkungan global, dan perubahan iklim yang tidak normal telah mendorong kami untuk memusatkan perhatian pada pengembangan kendaraan energi baru pada sel bahan bakar hidrogen, yang pada akhirnya lebih penting untuk sel bahan bakar hidrogen yang ramah lingkungan yang luar biasa.
Tetapi juga karena belum banyak stasiun pengisian bahan bakar hidrogen dan kendaraan energi hidrogen, dan biayanya masih tinggi.
Efisiensi energinya sangat tinggi. Dari segi prinsip kerja sel bahan bakar hidrogen, ia menghasilkan tenaga tanpa melalui proses mesin panas, tidak tunduk pada siklus termal dan pada dasarnya tidak ada pelepasan panas atau kehilangan energi panas. Hasilnya, efisiensi konversi energi bisa mencapai 60% atau 70% atau bahkan lebih tinggi lagi.
Sumber daya energi hidrogen berlimpah. Hidrogen juga ada di mana-mana di planet ini dan ada sumber daya yang melimpah dan beragam cara untuk memproduksinya.
Dalam hal sarana teknis yang dapat digunakan untuk mencapai hal ini, hidrogen dapat diproduksi baik dengan elektrolisis air dari sumber energi terbarukan yang bersih, termasuk energi angin dan matahari, atau dengan produksi hidrogen langsung menggunakan cahaya. sel bahan bakar hidrogen memiliki tingkat kenyamanan berkendara yang tinggi.
Dibandingkan dengan kendaraan konvensional, kendaraan sel bahan bakar tidak memiliki masalah getaran mekanis dan radiasi panas pada powertrain, yang tidak hanya memastikan masa pakai yang lebih lama dan keandalan yang lebih tinggi pada bagian kendaraan yang relevan, tetapi juga kelancaran pengoperasian kendaraan.
Keunggulan unik dibandingkan dengan kendaraan listrik murni
Berdasarkan prinsip kerja sel bahan bakar yang ilmiah dan rasional, sel bahan bakar hidrogen pada dasarnya menghindari beberapa cacat utama kendaraan listrik murni, seperti keterbatasan jarak tempuh dan bahaya keselamatan akibat mudah panas.
Keterbatasan jarak tempuh yang kecil. Yang disebut "baterai" mobil sel bahan bakar hanya menghasilkan listrik, tetapi tidak menyimpannya. Sebaliknya, selama hidrogen terus dipasok ke sel bahan bakar hidrogen, sistem penggerak dapat memperoleh listrik yang cukup untuk menggerakkan mobil.
Kepadatan energi hidrogen sekitar 2-3 kali lipat dari gas dan diesel, dan 10 kali lipat dari ion lithium untuk kendaraan listrik. Penyimpanan hidrogen sebesar 5 kg dapat mendukung sel bahan bakar hidrogen sejauh 400 km, sementara kendaraan listrik murni dengan jarak tempuh yang sama akan memiliki berat baterai setengah ton.
Sel bahan bakar hidrogen aman dan ramah lingkungan. Sel bahan bakar hidrogen terdiri dari lapisan tipis pemisah baterai lithium diapit oleh pelat tiang. Secara teoritis, suhu maksimum sel bahan bakar hidrogen tidak akan melebihi 100 derajat Celcius dalam praktiknya, dan dengan pendinginan bateraisuhu akan lebih rendah lagi.
Berkenaan dengan dampak lingkungan dari sel bahan bakar hidrogen di seluruh siklus hidupnya, secara keseluruhan, bahan penyusunnya pada dasarnya tidak beracun dan tidak ada pertanyaan tentang kontaminasi lingkungan dalam persiapan, penggunaan, dan daur ulangnya.
Kesulitan dalam pengembangan sel bahan bakar hidrogen
Terlepas dari banyak keuntungan yang disebutkan di atas, sel bahan bakar hidrogen adalah produk teknologi yang sepenuhnya inovatif dan revolusioner, dan pasti akan ada ketidaksempurnaan dan area yang perlu diperbaiki.
Kinerja teknis mesin sel bahan bakar hidrogen perlu ditingkatkan secara signifikan
Pada tahap awal, kinerja teknis mesin baterai sel bahan bakar hidrogen masih buruk dan perlu ditingkatkan secara signifikan untuk memenuhi persyaratan yang sebenarnya, terutama dari aspek-aspek berikut.
Pertama, kepadatan daya sel bahan bakar hidrogen rendah, dan output daya seluruh mesin sel bahan bakar hidrogen terbatas.
Kedua, daya tahan mesin sel bahan bakar hidrogen buruk. Pada tahap awal, masa pakai mesin sel bahan bakar hidrogen secara internasional umumnya tidak melebihi 3.000 jam, dan target untuk tahun 2020 adalah 5.000 jam, yang bukan merupakan kesenjangan kecil dari aplikasi yang sebenarnya.
Ketiga, mesin sel bahan bakar hidrogen memiliki kemampuan adaptasi lingkungan yang buruk, terutama pada suhu rendah, yang membuatnya lebih sulit untuk dinyalakan dan mengurangi jangkauan.
Persyaratan keandalan sistem yang tinggi
Untuk membuat mesin sel bahan bakar hidrogen memiliki output daya yang cukup besar, ratusan sel bahan bakar hidrogen individu perlu diintegrasikan menjadi satu untuk membentuk tumpukan sel bahan bakar, yang tidak hanya mengharuskan setiap bagian memiliki kualitas yang konsisten sebelumnya, tetapi juga baterai secara paralel vs seri ketika tidak ada kesalahan yang diperbolehkan.
Kesimpulan
Pada bulan Maret 2022, China mengeluarkan laporan tentang energi sel bahan bakar hidrogen sebagai fokus pengembangan strategis, dan pemerintah daerah merespons secara positif, dengan banyak tempat mengeluarkan skema subsidi untuk sel bahan bakar hidrogen dan delapan komponen inti yang perlu dilakukan terobosan.
Dan investasi modal dan kesepakatan M&A sebagian besar difokuskan pada sel bahan bakar hidrogen, power stack, elektroda membran, dan membran penukar proton.
Masa depan sel bahan bakar hidrogen
Pada awalnya, sel bahan bakar hidrogen terutama digunakan untuk keperluan kedirgantaraan dan militer. Kemudian, mengingat potensi keuntungannya yang besar dan sebagai tanggapan terhadap polusi lingkungan yang semakin serius dalam transportasi, ada penelitian tentang aplikasinya dalam unit daya otomotif.
Saat ini, dunia menyaksikan kemajuan teknologi yang pesat dan hasil yang luar biasa dalam sel bahan bakar hidrogen, yang telah menunjukkan prospek yang cerah untuk dikembangkan. Dengan kendala teknis utama kendaraan listrik yang masih membakar mobil untuk waktu yang lama, sel bahan bakar hidrogen membawa semacam harapan bagi masyarakat.
Setelah bertahun-tahun mencoba berbagai pilihan teknologi kendaraan energi baru di industri otomotif dunia, beberapa kalangan akademisi menyatakan bahwa sel bahan bakar hidrogen akan menjadi tujuan utama mobil dunia dan solusi utama untuk kendaraan energi baru, berdasarkan keramahannya terhadap lingkungan dan efisiensi energinya yang tinggi.
Keuntungan utama kendaraan sel bahan bakar hidrogen
Keuntungan dasar
Ramah lingkungan yang sangat baik. Mari kita lihat Toyota MIRAI, yang hanya mengeluarkan air murni dan tidak ada zat berbahaya lainnya selama proses mengemudi. Selain itu, kebijakan karbon ganda, persyaratan kesehatan lingkungan global, dan perubahan iklim yang tidak normal telah mendorong kami untuk memusatkan perhatian pada pengembangan kendaraan energi baru pada sel bahan bakar hidrogen, yang pada akhirnya lebih penting untuk sel bahan bakar hidrogen yang ramah lingkungan yang luar biasa.
Tetapi juga karena belum banyak stasiun pengisian bahan bakar hidrogen dan kendaraan energi hidrogen, dan biayanya masih tinggi.
Efisiensi energinya sangat tinggi. Dari segi prinsip kerja sel bahan bakar hidrogen, ia menghasilkan tenaga tanpa melalui proses mesin panas, tidak tunduk pada siklus termal dan pada dasarnya tidak ada pelepasan panas atau kehilangan energi panas. Hasilnya, efisiensi konversi energi bisa mencapai 60% atau 70% atau bahkan lebih tinggi lagi.
Sumber daya energi hidrogen berlimpah. Hidrogen juga ada di mana-mana di planet ini dan ada sumber daya yang melimpah dan beragam cara untuk memproduksinya.
Dalam hal sarana teknis yang dapat digunakan untuk mencapai hal ini, hidrogen dapat diproduksi baik dengan elektrolisis air dari sumber energi terbarukan yang bersih, termasuk energi angin dan matahari, atau dengan produksi hidrogen langsung menggunakan cahaya.
sel bahan bakar hidrogen memiliki tingkat kenyamanan berkendara yang tinggi.
Dibandingkan dengan kendaraan konvensional, kendaraan sel bahan bakar tidak memiliki masalah getaran mekanis dan radiasi panas pada powertrain, yang tidak hanya memastikan masa pakai yang lebih lama dan keandalan yang lebih tinggi pada bagian kendaraan yang relevan, tetapi juga kelancaran pengoperasian kendaraan.
Keunggulan unik dibandingkan dengan kendaraan listrik murni
Berdasarkan prinsip kerja sel bahan bakar yang ilmiah dan rasional, sel bahan bakar hidrogen pada dasarnya menghindari beberapa cacat utama kendaraan listrik murni, seperti keterbatasan jarak tempuh dan bahaya keselamatan akibat mudah panas.
Keterbatasan jarak tempuh yang kecil. Yang disebut "baterai" mobil sel bahan bakar hanya menghasilkan listrik, tetapi tidak menyimpannya. Sebaliknya, selama hidrogen terus dipasok ke sel bahan bakar hidrogen, sistem penggerak dapat memperoleh listrik yang cukup untuk menggerakkan mobil.
Kepadatan energi hidrogen sekitar 2-3 kali lipat dari gas dan diesel, dan 10 kali lipat dari ion lithium untuk kendaraan listrik. Penyimpanan hidrogen sebesar 5 kg dapat mendukung sel bahan bakar hidrogen sejauh 400 km, sementara kendaraan listrik murni dengan jarak tempuh yang sama akan memiliki berat baterai setengah ton.
Sel bahan bakar hidrogen aman dan ramah lingkungan. Sel bahan bakar hidrogen terdiri dari lapisan tipis pemisah baterai lithium diapit oleh pelat tiang. Secara teoritis, suhu maksimum sel bahan bakar hidrogen tidak akan melebihi 100 derajat Celcius dalam praktiknya, dan dengan pendinginan bateraisuhu akan lebih rendah lagi.
Berkenaan dengan dampak lingkungan dari sel bahan bakar hidrogen di seluruh siklus hidupnya, secara keseluruhan, bahan penyusunnya pada dasarnya tidak beracun dan tidak ada pertanyaan tentang kontaminasi lingkungan dalam persiapan, penggunaan, dan daur ulangnya.
Kesulitan dalam pengembangan sel bahan bakar hidrogen
Terlepas dari banyak keuntungan yang disebutkan di atas, sel bahan bakar hidrogen adalah produk teknologi yang sepenuhnya inovatif dan revolusioner, dan pasti akan ada ketidaksempurnaan dan area yang perlu diperbaiki.
Kinerja teknis mesin sel bahan bakar hidrogen perlu ditingkatkan secara signifikan
Pada tahap awal, kinerja teknis mesin baterai sel bahan bakar hidrogen masih buruk dan perlu ditingkatkan secara signifikan untuk memenuhi persyaratan yang sebenarnya, terutama dari aspek-aspek berikut.
Pertama, kepadatan daya sel bahan bakar hidrogen rendah, dan output daya seluruh mesin sel bahan bakar hidrogen terbatas.
Kedua, daya tahan mesin sel bahan bakar hidrogen buruk. Pada tahap awal, masa pakai mesin sel bahan bakar hidrogen secara internasional umumnya tidak melebihi 3.000 jam, dan target untuk tahun 2020 adalah 5.000 jam, yang bukan merupakan kesenjangan kecil dari aplikasi yang sebenarnya.
Ketiga, mesin sel bahan bakar hidrogen memiliki kemampuan adaptasi lingkungan yang buruk, terutama pada suhu rendah, yang membuatnya lebih sulit untuk dinyalakan dan mengurangi jangkauan.
Persyaratan keandalan sistem yang tinggi
Untuk membuat mesin sel bahan bakar hidrogen memiliki output daya yang cukup besar, ratusan sel bahan bakar hidrogen individu perlu diintegrasikan menjadi satu untuk membentuk tumpukan sel bahan bakar, yang tidak hanya mengharuskan setiap bagian memiliki kualitas yang konsisten sebelumnya, tetapi juga baterai secara paralel vs seri ketika tidak ada kesalahan yang diperbolehkan.
Kesimpulan
Pada bulan Maret 2022, China mengeluarkan laporan tentang energi sel bahan bakar hidrogen sebagai fokus pengembangan strategis, dan pemerintah daerah merespons secara positif, dengan banyak tempat mengeluarkan skema subsidi untuk sel bahan bakar hidrogen dan delapan komponen inti yang perlu dilakukan terobosan.
Dan investasi modal dan kesepakatan M&A sebagian besar difokuskan pada sel bahan bakar hidrogen, power stack, elektroda membran, dan membran penukar proton.