A chave para utilizar células de combustível de hidrogénio veículo elétrico reside no princípio de funcionamento e no mecanismo quase perfeitos e altamente desejáveis da sua fonte de energia, as células de combustível de hidrogénio, que são nominalmente designadas por "bateria", mas que são essencialmente um gerador de eletricidade baseado no princípio químico da conversão de energia química em eletricidade através da reação do gás hidrogénio como "combustível" com um agente oxidante no ar - um gerador de hidrogénio.
Índice
No início, as células de combustível de hidrogénio eram utilizadas principalmente para fins aeroespaciais e militares. Mais tarde, dadas as suas grandes vantagens potenciais e em resposta à poluição ambiental cada vez mais grave no sector dos transportes, foi iniciada a investigação sobre a sua aplicação em unidades de potência para automóveis.
Hoje em dia, o mundo assiste a rápidos avanços tecnológicos e a resultados notáveis no domínio das pilhas de combustível a hidrogénio, que já apresentam perspectivas de desenvolvimento brilhantes. Com o principal obstáculo técnico dos veículos eléctricos, que continua a ser a combustão de automóveis durante muito tempo, as pilhas de combustível de hidrogénio trazem uma espécie de esperança às pessoas.
Após anos de experimentação de uma série de novas opções tecnológicas para veículos energéticos na indústria automóvel mundial, alguns membros da comunidade académica afirmaram que as células de combustível de hidrogénio serão provavelmente o objetivo final dos automóveis mundiais e a solução definitiva para os novos veículos energéticos, com base na sua superior compatibilidade ambiental e elevada eficiência energética.
As principais vantagens dos veículos a pilhas de combustível de hidrogénio
Vantagens básicas
Excelente respeito pelo ambiente. Vejamos o Toyota MIRAI, que emite apenas água pura e nenhuma outra substância nociva durante o processo de condução. Além disso, a política de duplo carbono, as exigências globais em matéria de saúde ambiental e as alterações climáticas anormais levaram-nos a concentrar a nossa atenção no desenvolvimento de novos veículos energéticos a partir de pilhas de combustível de hidrogénio, que acabam por ser mais importantes para as pilhas de combustível de hidrogénio, que se destacam pelo seu respeito pelo ambiente.
Mas também porque ainda não existem muitas estações de reabastecimento de hidrogénio e veículos movidos a hidrogénio, e os custos ainda são elevados.
A eficiência energética é particularmente elevada. Em termos do princípio de funcionamento da pilha de combustível de hidrogénio, esta gera energia sem passar por um processo de motor térmico, não está sujeita a um ciclo térmico e não tem essencialmente qualquer libertação de calor ou perda de energia térmica. Por conseguinte, o rendimento de conversão de energia pode atingir 60% ou 70% ou mesmo mais.
Os recursos energéticos do hidrogénio são abundantes. O hidrogénio é também omnipresente no planeta e existem recursos abundantes e diversas formas de o produzir.
Em termos dos meios técnicos que podem ser utilizados para atingir este objetivo, o hidrogénio pode ser produzido quer por eletrólise da água a partir de fontes de energia renováveis limpas, incluindo a energia eólica e solar, quer por produção direta de hidrogénio utilizando a luz. as pilhas de combustível a hidrogénio têm um elevado nível de conforto de condução.
Em comparação com os veículos convencionais, os veículos a pilha de combustível não têm problemas de vibração mecânica e de radiação térmica no grupo motopropulsor, o que não só garante uma vida útil mais longa e uma maior fiabilidade das partes relevantes do veículo, como também um funcionamento suave do veículo.
Vantagens únicas em relação aos veículos exclusivamente eléctricos
Com base no princípio de funcionamento científico e racional das pilhas de combustível, as pilhas de combustível a hidrogénio evitam fundamentalmente alguns dos principais defeitos dos veículos puramente eléctricos, como a limitação da autonomia e o risco de segurança da febre fácil.
Limites de autonomia reduzidos. A chamada "bateria" de um veículo a pilha de combustível apenas gera eletricidade, mas não a armazena. Pelo contrário, desde que o hidrogénio seja continuamente fornecido às células de combustível de hidrogénio, o sistema de propulsão pode obter eletricidade suficiente para conduzir o automóvel.
A densidade da energia do hidrogénio é cerca de 2 a 3 vezes superior à do gás e do gasóleo e 10 vezes superior à do ião de lítio para os veículos eléctricos. 5 kg de armazenamento de hidrogénio podem suportar células de combustível de hidrogénio durante 400 km, enquanto um veículo puramente elétrico com a mesma quilometragem teria meia tonelada de peso de bateria.
As pilhas de combustível a hidrogénio são seguras e respeitadoras do ambiente. As pilhas de combustível de hidrogénio são constituídas por uma fina separador de baterias de lítio ensanduichada por uma placa de pólo. Teoricamente, a temperatura máxima das pilhas de combustível a hidrogénio não ultrapassará os 100 graus Celsius na prática, e com arrefecimento da bateriaA temperatura será ainda mais baixa.
No que diz respeito ao impacto ambiental das pilhas de combustível de hidrogénio durante todo o seu ciclo de vida, os materiais constituintes são essencialmente não tóxicos e não se coloca a questão de qualquer contaminação ambiental na sua preparação, utilização e reciclagem.
Dificuldades no desenvolvimento da pilha de combustível a hidrogénio
Apesar das muitas vantagens acima mencionadas, as pilhas de combustível de hidrogénio são, afinal, um produto tecnológico completamente inovador e revolucionário e, inevitavelmente, haverá imperfeições e áreas a melhorar.
O desempenho técnico dos motores a pilhas de combustível de hidrogénio tem de ser significativamente melhorado
Na fase inicial, o desempenho técnico do motor a bateria de células de combustível de hidrogénio era fraco e precisava de ser muito melhorado para satisfazer os requisitos reais, principalmente nos seguintes aspectos.
Em primeiro lugar, a densidade de potência das células de combustível de hidrogénio é baixa e a potência de saída de todo o motor de células de combustível de hidrogénio é limitada.
Em segundo lugar, a durabilidade do motor de pilhas de combustível a hidrogénio é fraca. Na fase preliminar, a vida útil dos motores de pilhas de combustível a hidrogénio a nível internacional não excede geralmente 3 000 horas, e o objetivo para 2020 é de 5 000 horas, o que não é uma pequena diferença em relação à aplicação real.
Em terceiro lugar, o motor a pilhas de combustível de hidrogénio tem uma fraca adaptabilidade ambiental, especialmente a baixas temperaturas, o que dificulta o arranque e reduz a autonomia.
Elevados requisitos de fiabilidade do sistema
Para que o motor de células de combustível a hidrogénio tenha uma potência suficientemente grande, é necessário integrar centenas de células de combustível a hidrogénio individuais numa só para formar uma pilha de células de combustível, o que não só exige que cada peça tenha uma qualidade consistente antecipadamente, mas também baterias em paralelo ou em série, quando não são permitidos erros.
Conclusão
Em março de 2022, a China publicou um relatório sobre a energia das pilhas de combustível de hidrogénio como um foco de desenvolvimento estratégico, e os governos locais responderam positivamente, com muitos locais a emitirem esquemas de subsídios para as pilhas de combustível de hidrogénio e os oito componentes principais que precisam de fazer avanços.
E os investimentos de capital e as fusões e aquisições centraram-se sobretudo nas células de combustível de hidrogénio, pilhas de energia, eléctrodos de membrana e membranas de permuta de protões.
O futuro das pilhas de combustível a hidrogénio
No início, as células de combustível de hidrogénio eram utilizadas principalmente para fins aeroespaciais e militares. Mais tarde, dadas as suas grandes vantagens potenciais e em resposta à poluição ambiental cada vez mais grave no sector dos transportes, foi iniciada a investigação sobre a sua aplicação em unidades de potência para automóveis.
Hoje em dia, o mundo assiste a rápidos avanços tecnológicos e a resultados notáveis no domínio das pilhas de combustível a hidrogénio, que já apresentam perspectivas de desenvolvimento brilhantes. Com o principal obstáculo técnico dos veículos eléctricos, que continua a ser a combustão de automóveis durante muito tempo, as pilhas de combustível de hidrogénio trazem uma espécie de esperança às pessoas.
Após anos de experimentação de uma série de novas opções tecnológicas para veículos energéticos na indústria automóvel mundial, alguns membros da comunidade académica afirmaram que as células de combustível de hidrogénio serão provavelmente o objetivo final dos automóveis mundiais e a solução definitiva para os novos veículos energéticos, com base na sua superior compatibilidade ambiental e elevada eficiência energética.
As principais vantagens dos veículos a pilhas de combustível de hidrogénio
Vantagens básicas
Excelente respeito pelo ambiente. Vejamos o Toyota MIRAI, que emite apenas água pura e nenhuma outra substância nociva durante o processo de condução. Além disso, a política de duplo carbono, as exigências globais em matéria de saúde ambiental e as alterações climáticas anormais levaram-nos a concentrar a nossa atenção no desenvolvimento de novos veículos energéticos a partir de pilhas de combustível de hidrogénio, que acabam por ser mais importantes para as pilhas de combustível de hidrogénio, que se destacam pelo seu respeito pelo ambiente.
Mas também porque ainda não existem muitas estações de reabastecimento de hidrogénio e veículos movidos a hidrogénio, e os custos ainda são elevados.
A eficiência energética é particularmente elevada. Em termos do princípio de funcionamento da pilha de combustível de hidrogénio, esta gera energia sem passar por um processo de motor térmico, não está sujeita a um ciclo térmico e não tem essencialmente qualquer libertação de calor ou perda de energia térmica. Por conseguinte, o rendimento de conversão de energia pode atingir 60% ou 70% ou mesmo mais.
Os recursos energéticos do hidrogénio são abundantes. O hidrogénio é também omnipresente no planeta e existem recursos abundantes e diversas formas de o produzir.
Em termos dos meios técnicos que podem ser utilizados para atingir este objetivo, o hidrogénio pode ser produzido quer por eletrólise da água a partir de fontes de energia renováveis limpas, incluindo a energia eólica e solar, quer por produção direta de hidrogénio utilizando a luz.
as pilhas de combustível a hidrogénio têm um elevado nível de conforto de condução.
Em comparação com os veículos convencionais, os veículos a pilha de combustível não têm problemas de vibração mecânica e de radiação térmica no grupo motopropulsor, o que não só garante uma vida útil mais longa e uma maior fiabilidade das partes relevantes do veículo, como também um funcionamento suave do veículo.
Vantagens únicas em relação aos veículos exclusivamente eléctricos
Com base no princípio de funcionamento científico e racional das pilhas de combustível, as pilhas de combustível a hidrogénio evitam fundamentalmente alguns dos principais defeitos dos veículos puramente eléctricos, como a limitação da autonomia e o risco de segurança da febre fácil.
Limites de autonomia reduzidos. A chamada "bateria" de um veículo a pilha de combustível apenas gera eletricidade, mas não a armazena. Pelo contrário, desde que o hidrogénio seja continuamente fornecido às células de combustível de hidrogénio, o sistema de propulsão pode obter eletricidade suficiente para conduzir o automóvel.
A densidade da energia do hidrogénio é cerca de 2 a 3 vezes superior à do gás e do gasóleo e 10 vezes superior à do ião de lítio para os veículos eléctricos. 5 kg de armazenamento de hidrogénio podem suportar células de combustível de hidrogénio durante 400 km, enquanto um veículo puramente elétrico com a mesma quilometragem teria meia tonelada de peso de bateria.
As pilhas de combustível a hidrogénio são seguras e respeitadoras do ambiente. As pilhas de combustível de hidrogénio são constituídas por uma fina separador de baterias de lítio ensanduichada por uma placa de pólo. Teoricamente, a temperatura máxima das pilhas de combustível a hidrogénio não ultrapassará os 100 graus Celsius na prática, e com arrefecimento da bateriaA temperatura será ainda mais baixa.
No que diz respeito ao impacto ambiental das pilhas de combustível de hidrogénio durante todo o seu ciclo de vida, os materiais constituintes são essencialmente não tóxicos e não se coloca a questão de qualquer contaminação ambiental na sua preparação, utilização e reciclagem.
Dificuldades no desenvolvimento da pilha de combustível a hidrogénio
Apesar das muitas vantagens acima mencionadas, as pilhas de combustível de hidrogénio são, afinal, um produto tecnológico completamente inovador e revolucionário e, inevitavelmente, haverá imperfeições e áreas a melhorar.
O desempenho técnico dos motores a pilhas de combustível de hidrogénio tem de ser significativamente melhorado
Na fase inicial, o desempenho técnico do motor a bateria de células de combustível de hidrogénio era fraco e precisava de ser muito melhorado para satisfazer os requisitos reais, principalmente nos seguintes aspectos.
Em primeiro lugar, a densidade de potência das células de combustível de hidrogénio é baixa e a potência de saída de todo o motor de células de combustível de hidrogénio é limitada.
Em segundo lugar, a durabilidade do motor de pilhas de combustível a hidrogénio é fraca. Na fase preliminar, a vida útil dos motores de pilhas de combustível a hidrogénio a nível internacional não excede geralmente 3 000 horas, e o objetivo para 2020 é de 5 000 horas, o que não é uma pequena diferença em relação à aplicação real.
Em terceiro lugar, o motor a pilhas de combustível de hidrogénio tem uma fraca adaptabilidade ambiental, especialmente a baixas temperaturas, o que dificulta o arranque e reduz a autonomia.
Elevados requisitos de fiabilidade do sistema
Para que o motor de células de combustível a hidrogénio tenha uma potência suficientemente grande, é necessário integrar centenas de células de combustível a hidrogénio individuais numa só para formar uma pilha de células de combustível, o que não só exige que cada peça tenha uma qualidade consistente antecipadamente, mas também baterias em paralelo ou em série, quando não são permitidos erros.
Conclusão
Em março de 2022, a China publicou um relatório sobre a energia das pilhas de combustível de hidrogénio como um foco de desenvolvimento estratégico, e os governos locais responderam positivamente, com muitos locais a emitirem esquemas de subsídios para as pilhas de combustível de hidrogénio e os oito componentes principais que precisam de fazer avanços.
E os investimentos de capital e as fusões e aquisições centraram-se sobretudo nas células de combustível de hidrogénio, pilhas de energia, eléctrodos de membrana e membranas de permuta de protões.