Makalenin içeriği:
- biraz tarih
- Hidrojen motorlarının ayırt edici özelliği
- Hidrojen motorlarının ana artıları ve eksileri
- Hidrojen içten yanmalı motora sahip en popüler otomobiller
"Hidrojen geleceğin yakıtıdır" - bu mesajla birlikte hidrojen ICE'ler ulaşım ve havacılık endüstrilerine tanıtılıyor.
Hidrojenin diğer tüm alternatif enerji kaynakları arasında lider konumda olması tesadüf değildir - mümkün olduğu kadar çevre dostudur, yenilenebilir bir kaynağa sahiptir ve ayrıca benzinli ve dizel ile çalışan klasik motorlara kıyasla en yüksek verime sahiptir.
Bununla birlikte, inkar edilemez avantajlara ek olarak, hidrojen motorunun aynı zamanda, henüz büyük olmasına ve "zararlı" benzinli ve dizel motorların yerini almasına izin vermeyen bir takım dezavantajları da vardır.
Biraz tarih
İnsanlık oldukça yakın zamanda çevreyi koruma ihtiyacı hakkında düşünmeye başladı, ancak bilim adamları çok daha önce geleneksel bir içten yanmalı motoru değiştirmeyi düşünmeye başladılar.
Böylece, Fransa'nın yerlisi olan bilim adamı François Isaac de Rivaz'ın elinden, ilk hidrojen motoru 1806'da üretildi. 1841'de İngiltere, bir hidrojen motoru üretimi için ilk patent anlaşmasını aldı ve 1852'de Alman bilim adamları bir hava-hidrojen karışımı üzerinde çalışan bir içten yanmalı motor oluşturabilme.
Ancak, hidrojen motorlarının piyasaya sürülmesine yönelik planlar, 1870'ten sonra yaygınlaşan benzinli motorlar tarafından engellendi.
Hidrojeni ancak 1941'de kuşatma altındaki Leningrad'da alternatif bir yakıt olarak hatırladılar. Daha sonra Sovyet teknisyeni B. Shelishch, baraj balonlarını fırlatmak için bir hava-hidrojen "kokteyli" kullandı.
Daha sonra, 1970'lerde dünya çapındaki yakıt krizi kapıyı çalana kadar hidrojen tekrar unutuldu. 70'lerin sonlarında, BMW otomobil üreticisi hidrojenle çalışan ilk otomobilini piyasaya sürdü ve ardından American General Motors ve Ford, Japon Honda ve diğerleri dahil olmak üzere diğer şirketler onun örneğini izledi.
Bununla birlikte, kriz yatışınca, bir enerji kaynağı olarak hidrojene olan ilgi yeniden azaldı. Ve şimdi, on yıllar sonra, insanlık, yalnızca çevrecilerin harekete geçmesiyle değil, aynı zamanda yakıt fiyatlarındaki artışla da kolaylaştırılan varlığını tekrar hatırladı.
Hidrojen motorlarının ayırt edici özelliği
Yapısal olarak, bir hidrojen motoru standart bir içten yanmalı motordan çok farklı değildir. Ayrıca pistonlar, bir yanma odası ve bir biyel kolu-krank mekanizması içerir. Peki fark nedir?
Gerçek şu ki, hidrojen motorları, yakıt karışımını ve ardından yanmasını sağlamak için farklı bir yöntem kullanıyor. Ek olarak, hidrojenin yanması, petrol bazlı yakıtlara göre çok daha az zaman alır. Farklar önemsizdir ve ilk bakışta geleneksel bir ICE'yi hidrojene dönüştürmek zor değil gibi görünebilir, ancak bu öyle değil.
Hidrojen motoru kullanmanın bir takım sorunları:
- Hidrojen elde etmek zordur. Suda bulunduğu ve pratik olarak saf haliyle temsil edilmemesine rağmen, dünyadaki en yaygın kimyasal element olarak kabul edildiği bir sır değildir. Bu, arabanın özel bir kapalı tip kurulumla donatılması gerektiği anlamına gelir - suyu bölmekten ve hidrojenin üretilmesine izin vermekten sorumlu bir elektrolizör. Bununla birlikte, pratikte, böyle bir kurulumun üretilmesi zordur, bu da nihai maliyetini büyük ölçüde etkiler.
- Yüksek sıkıştırma sıcaklığı nedeniyle hidrojen, elektrik santralinin çeşitli metal elemanlarıyla ve hatta motor yağıyla kolayca reaksiyona girer.
- Isıtılmış bir manifoldla temas halindeki küçük bir hidrojen sızıntısı bile yangına neden olur. Bu nedenle, günümüzde hidrojen motorları oluşturulurken, emme ve egzoz manifoldları arasındaki daha büyük mesafe nedeniyle yangın riskini azalttıkları için yalnızca döner enerji santralleri kullanılmaktadır.
Bununla birlikte, şimdiye kadar sorunların çoğu, yalnızca döner kurulumlarda değil, aynı zamanda hidrojenin benzin / dizel için en umut verici yedek olarak kalmasını sağlayan piston mekanizmalarını kullanan motorlarda da çözüldü.
Hidrojen motorlarının ana artıları ve eksileri
Hidrojen motorlarının sahip olduğu ana avantajlar:
- su buharı yanmasının ürünü olduğu için yüksek düzeyde çevre dostu. Hidrojen yandığında motor yağı da yanar, ancak zehirli egzoz miktarı benzin veya "ağır" yakıtın yanmasından birkaç kat daha azdır;
- dizel veya benzinli yakıtla çalışan klasik enerji santrallerinden birkaç kat daha yüksek olan yüksek verimlilik;
- göreceli yapısal basitlik ve ayrıca tehlikeli olan pahalı ve güvenilmez yakıt besleme sistemlerinin olmaması;
- gürültüsüzlük.
Bir dizi önemli avantaja rağmen, hidrojen motorlarının yeterli sayıda dezavantajı vardır:
- saf hidrojen elde etmenin yüksek fiyatı ve karmaşıklığı;
- hidrojenle yakıt ikmali yapabilen gelişmemiş dolum istasyonları altyapısı;
- hidrojen yakıtının taşınması ve kullanımı için uluslararası standartların olmaması;
- yakıt bileşenlerinin yüksek maliyeti ve hidrojen motorlarının bakımı;
- hidrojen yakıtının depolanması ile ilgili zorluklar. Bilim adamları, yanıcı hidrojeni depolamak için tankların imalatında kullanılması gereken malzeme konusunda hala ortak bir paydaya varamadılar;
- şu anda yaygın olarak kullanılan benzinli ve dizel motorlardan belirgin şekilde daha ağır olan bir hidrojen motorunun varlığı nedeniyle otomobilin toplam kütlesinde bir artış.
Ek olarak, hidrojen silindirleri yalnızca kalifiye ve lisanslı teknisyenler tarafından yapılabilecek şekilde düzenli olarak denetlenmeli ve sertifikalandırılmalıdır.
Hidrojen içten yanmalı motora sahip en popüler otomobiller
Fotoğrafta: Riversimple Rasa
Bilim adamlarının hidrojen motorlarının kullanımıyla ilgili mevcut sorunları çözmeye devam etmesine rağmen, hidrojen yakıtlı arabaların sayısı artmaya devam ediyor. En ünlü hidrojenle çalışan arabalar:
- Toyota Mirai FCV - araba ilk olarak 2013'te piyasaya sürüldü, ancak yalnızca 2015'te satışa çıktı. İçinde bulunan silindirler, yaklaşık 500 km'lik bir "menzil" sağladı.
- Bir konsept versiyonu 2000 yılında gösterilen BMW 750hL. Araba, rezervi 300 km'lik bir mesafeyi kaplamak için yeterli olan özel bir hidrojen deposu ile donatılmıştır.
- Honda Clarity, klasik yakıt yerine hidrojen kullanan başka bir otomobil. Modelin ana avantajları, muhteşem görünümü ve etkileyici, hidrojen otomobil standartlarına göre 589 km'lik bir güç rezervi.
- Riversimple Rasa, aslen İngiltere'den küçük bir hidrojen arabasıdır. Ana özelliği, düşük ağırlığı (500 kg'ın biraz üzerinde) ve yaklaşık 500 km'lik etkileyici bir güç rezerviydi.
Buna ek olarak üreticiler, Audi H-tron Quattro, hidrojen Mercedes GLC, Nikola Motor'dan Nikola One kamyon, Pininfarina tasarım evinden H2 Speed süper otomobil ve diğerleri dahil olmak üzere hidrojen konseptli otomobiller sunmaya devam ediyor.
Çözüm
Bir takım dezavantajlara rağmen, hidrojen önümüzdeki 30-40 yıl için en umut verici temiz enerji kaynağı olabilir. Sadece hidrojen üretmek için etkili bir yöntem bulmamız ve son tüketiciye ulaştırmak için bir altyapı geliştirmemiz gerekiyor ve o zaman insanlık sadece yakıtı değil, aynı zamanda çevresel krizi de sonsuza kadar unutacak.
