Click aici! - Donează şi vei avea mai multe! - Finanţează şi vei fi deasupra tuturor! - Click aici!
Click oferta de carte Dorin M
Energia secundară
Catre pagina principala...Catre paginile de studiu - To Study...Catre paginile de distractie - To Entertain...Catre paginile de lucru - To Work...Catre paginile de afaceri - To Affair Sectiune Affair cumpara dorinm.... Buton Austria


             Generalităţi
           
            O astfel de energie ar putea fi energia produsă din descompunerea apei sau, mai precis, din utilizarea hidrogenului şi a oxigenului care compun apa (H2O)
.
             Aplicaţiile care utilizează hidrogenul sunt reprezentate de motoarele cu combustie internă care utilizează pentru realizarea acestei combustii arderea (de fapt refacerea apei prin unirea dintre hidrogen şi oxigen cu rezultarea de căldură, detentă, şi apă), motoarele hibride (echilibru între motoarele cu combustie internă şi cele electrice) şi motoarele electrice alimentate cu celulele cu hidrogen. Aceste aplicaţii sunt din ce în ce mai populare, la momentul realizării acestei documentaţii existând numeroase aşa-numite autostrăzi ale hidrogenului (chiar dacă sunt deosebit de rare la acest moment), caracterizate de prezenţa pe întregul lor parcurs al staţiilor de alimentare cu hidrogen (pentru diverse forme de utilizare) şi o gamă deosebit de largă de autovehicule şi producător care se dedică acestui "domeniu de activitate".

             Motoare cu combustie internă.

             Cele mai celebre modele de vehicule dotate cu motoare cu conbustie internă alimentate cu hidrogen sunt reprezentate de BMW Hydrogen 7 lansat în 2007 (care se recomandă cu un motor cu 12 cilindri de 260 cp ce atinge 100 km/ h în 9 secunde şi este limitat electronic la 225 km/ h) cu o autonomie de peste 500 km, Mazda RX-8 RE lansată în 2006 (dotată cu un motor rotativ şi cu performanţe relativ reduse, de exemplu autonomie de 150 km), Mazda 5 Premacy lansată în 2008 (cu calităţi îmbunătăţite), Ford F-250 Super Chief lansat în 2005 (un pick-up dotat cu motor în V cu 10 cilindri care funcţionează şi cu hidrogen şi cu etanol, cu o autonomie de aproape 1.000 km şi Ford Focus FCV lansat în 2006 (dotat cu un motor de 87 cp, viteză maximă de 150 km/ h şi o autonomie de 350 km).
             Elemente de descriere ale motoarelor cu combustie internă alimentate cu hidrogen nu cred că sunt necesare deoarece sunt relativ similare motoarelor alimentate cu benzică care sunt uşor de adaptat la utilizarea GPL-ului şi ceva mai greu de modificat pentru folosirea hidrogenului dar fără modificări structurale mari.

             Motoare cu celule cu hidrogen.

Click şi imaginea se măreşte la 800 x 600             În ceea ce priveşte motoarele electrice alimentate cu celulele cu hidrogen, o aplicaţie foarte cunoscută, în acest sens, a fost făcută de către tehnicienii de la Honda, modelul Honda 2005 FCX (în exemplul prezentat de noi) dar, anterior de mulţi, mulţi alţi specialişti cum ar fi cei de la Ford, General Motors, Renault-Nissan, Toyota, Mercedes, Hyundai, Lotus etc. producţia de astfel de maşini devenind încetul cu încetul un  fenomen care se generalizează.
             Într-o descriere cât mai succintă vom  începe cu grupul celulelor de putere car reprezintă "inima" acestei maşini care funcţionează cu hidrogen. Astfel, acest grup are o putere maximă în jur de 107 cp (86 KW) destul de "onorabilă" chiar şi pentru o maşină de dimensiuni medii (clasă medie), dezvoltând o viteză maximă de 155 km/ h (recordul de viteză realizat în 2008 de vehicule alimentate cu hidrogen este de 461 km/ h şi a fost realizat de un vehicul special denumit Buckeye Bullet 2).
Membrana de transfer protoni             Celulele de putere sunt elementele cele mai folosite la ora actuală pentru vehiculele hibrid care funcţionează cu hidrogen şi, din punct de vedere tehnic sunt un fel de baterii mai mari. De fapt nu ar trebui să afirmăm că sunt baterii cu hidrogen deoarece ele funcţionează şi cu oxigen "beneficiind" de reacţia electrochimică care are loc între acestea cu rezultarea de energie electrică. Această reacţie electrochimică este "declanşată" de "dezechilibrul" determinat de reacţia dintre o membrană de schimb de protoni şi un sistem catod-anod susţinut de fluxurile de hidrogen la anod (confecţionat, de obicei, din platină) şi oxigen la catod. Astfel, protonii din hidrogen "puşi în mişcare" de anod vor trece prin membrană pentru a junge la ionii din oxigen "puşi în mişcare" de catod (ionii nu au posibilitatea de a trece prin membrană, aceasta permiţând doar transferul protonilor - altfel nu s-ar mai numi "membrană de schimb de protoni sau PEM sau proton exchange membrane). Legile care guvernează "sarcinile electrice" vor determina ca, pe partea cu hidrogen să se creeze un surplus de sarcină pozitivă (care, de fapt, este o zonă cu lipsă de electroni) iar de partea cu oxigenul să se creeze un surplus de electroni care vor avea tendinţa de a trece spre zona cu deficit de electroni. Aici intervin elementele colectoare care vor dirija electronii, prin elemente controlate, către zona menţionată unde va apare aşa-numitul consumator care să "speculeze" aceste dezechilibru şi să producă putere, lucru mecanic, etc. (prin utilizarea curentului electric continuu astfel apărut).
             Cât despre elementele "reziduale" ale acestei reacţii putem spune că hidrogenul plin de nevoie de electroni (protonii săi fiind luaţi cu forţa de fluxul de trecere prin membrană către catod şi zona acestuia) se va întâlni cu oxigenul puternic ionizat (cu electroni disponibili) şi... se vor uni cu rezultarea de apă (H2O) şi căldură.
             Pentru a se obţine o putere mărită, cel puţin în stadiul tehnologic actual, este necesar să se cumuleze acţiunea mai multor astfel de celule rezultând un grup (grupul speculează înserierea voltajului obţinut de gruparea de microcelule dar şi speculează o suprafaţă mai mare a elementelor colectoare care, astfel, duc la mărirea fluxurilor electrice rezultate), realizat după anumite principii de voltaj, putere, etc.
             În cazul prezentat de noi (Honda) motorul are o mică problemă, născută de celulele de putere, ce constă în imposibilitatea utilizării acestora în regim de temperaturi scăzute (celulele nu mai funcţionează sub 15 0C). Dar, dacă luăm în calcul faptul că motorul este deosebit de silenţios şi are vibraţii deosebit de reduse... poate că uităm de această mică problemă de iarnă.
Racire motor hidrogen             Evacuarea apei nu este o problemă (chiar dacă este nevoie de un  sistem de detectare a umidităţii care să asigure funcţionarea eficientă a tuturor elementelor electrice care, după cum bine se ştie, urăşte umiditatea) dar, apare şi căldura, o căldură generată atât de reacţia de închidere a procesului de producere a energie (unirea hidrogenului şi a oxigenului cu rezultarea de apă) cât şi de elementele în mişcare reprezentate de motor, sistem de transmisie, cale de rulare, etc. Acest lucru determină pe oricine adoptă acest sistem să doteze maşinile cu un  generos sistem de răcire, cazul Hondei noastre fiind "rezolvat" cu un radiator central şi două laterale funcţionând datorită circulării de apă cu ajutorul unei pompe de răcire. De multe ori va fi nevoie de un sistem suplimentar de răcire pe aer ce va viza răcirea grupurilor de celule de putere.
Capacitorul Honda             Pentru o eficientă utilizare a resurselor existente s-a introdus şi un capacitor care să stocheze energiile produse (şi recuperate) în timpul încetinirilor sau al frânării, oferind un suport binevenit în momentele în care se solicită un plus de putere, cum ar fi momentele de accelerare (acest sistem este folosit destul de mult la acest moment, fiind introdus inclusiv pe maşini cu combustie internă ca un fel de element de economie de energie şi ajutaj încărcător pentru baterie).
             Sistemele de stocare ale gazelor (de fapt doar al hidrogenului, deoarece oxigenul este luat direct din aer fără a fi necesar să existe elemente de stocare ale acestuia) sunt destul de voluminoase (ceva mai voluminoase faţă de sistemele GPL,  în special datorită faptului că hidrogenul este gazul cel mai dispersiv cu putinţă). Astfel, datorită volumului mare şi a imposibilităţii tehnologice actuale de stocare mai eficientă, autonomia este destul de restrânsă, posibilităţile actuale permmiţând autonomii în jurul a 3 - 400  km (eficienţa de utilizare dând un consum de aproximativ 2 kg hidrogen pentru 100 km parcurşi).
             Chipurile utilizate de aceste maşini sunt destul de sofisticate deoarece ele trebuie să "manipuleze" o gamă foarte largă de parametri cum ar fi echilibrul de putere între generare şi utilizare, consumuri optime, transferuri de energie, control al umidităţii, detecţie de scăpări de gaze şi decizii legate de acestea atât în condiţii de utilizare normală cât şi în condiţii de accident, etc.
             Toate acestea sunt elemente care ridică valorile de achiziţie ale unor astfel de maşini  la valori prohibitive, pornind de la valori în jur de un milion de dolari pentru prototipuri şi ajungând la valori de 125.000 dolari pentru o maşină aşa-zis uzuală (sedanul Honda FCX Clarity realizat în 2008 mare "full function").
             Din acest motiv, pentru mult timp de acum încolo (probabil)  progresul tehnologic ne permite doar abordarea vehiculelor electrice care speculează doar performanţele mediilor de stocare a energiei (baterii) sau, şi mai accesibil, utilizarea de vehicule hibrid în care să se folosească motoarele cu conbustie internă împreună cu cele electrice. Un exemplu în acest sens este Chevrolet Volt realizat de General Motors care poate fi achiziţionat pentru 40.000 USD şi care are o autonomie, la acest moment, de aproximativ 65 km pe baterii, restul sarcinilor de deplasare fiind "onorate" de motorul cu conbustie internă.



Powered by Medow
(2001...2010 dorinm.ro); Ultimul update: 09.03.2010
.
Termeni şi condiţii de utilizare.........Notă realizatori