Библиотека школьника

твой помощник в обучении




Водородный двигатель: общая схема водородного двигателя

Вместо топливного бака

Общая схема водородного двигателя понятна: электродвигатель, топливный элемент, водород для его работы Проблема заключается в том, что нужен некий аналог топливного бака, но водород в топливный бак не на аллеш Это на сегодня составляет крупнейшие технические трудностищі.
Ученые рассматривают достаточно много вариантов Например, можно хранить водород в аккумуляторах на основе гидридов интерметаллических сплавов (TiVaFe, CuNi и др.), из которых по необходимости постепенно высвобождается чистое вещество Но за этим вариантом масса водорода в общем объеме вещества (так называемое аспектное число) составляет всего 5%, к тому же возникает проблема со скоростью высвобождения водорода можно хранить во день в жидком виде Но, во-первых, это требует охлаждения до температур, близких к абсолютному нулю (соответственно, растет стоимость водорода), а во-вторых, заправленный таким образом автомобиль должен будет тратить свое топливо как можно скорее Очень перспективное направление - хранение водорода в наноструктурах (карбоновых нанотрубках), однако эти исследования находятся пока на начальных стадиятадіях.
Наиболее перспективным ученые считают хранения водорода в баллонах высокого давления - более 350 атм (аспектное число до 18% при давлении выше 500 атм) или получение его прямо на борту с другого топлива (цель Анол или жидких углеводородов: бензина, дизельного топлива и др.), в специальных каталитических реакторах (аспектное число около 10%) Такие системы разработаны и российскими учеными и при разумных габарите в обеспечивающих запас водорода для пробега в несколько сотен километретрів.
Конструкторы сталкиваются также и с другими проблемами Так, машина (прежде кабина) должна иметь систему водородной безопасности.

Топливный элемент

Топливный элемент, работающий на водороде, - одна из ключевых деталей в новом автомобиле Топливный элемент (иначе - электрохимический генератор) - это устройство для преобразования химической энергии в электрическую То же происходит и в обычных электрических аккумуляторах, но в топливных элементах есть два важных отличия: во-первых, они работают до тех пор, пока поступает топливо, во-вторых, топливный элемент не потриб но перезаряжатьти.
Топливный элемент состоит из многих десятков ячеек, каждая примерно в сантиметр толщиной Каждая ячейка состоит из двух электродов, разделенных электролитом На один электрод (анод) подводится я топливо (водород), на другой (катод) - окислитель (кислород воздуха) Водород тут не сгорает, химическая реакция окисления происходит при низкой температуре в присутствии катализатора Смысл устройства в том, что бы, используя эту реакцию, разделить положительный и отрицательный заряды в пространстве и создать между ними напряжение Поэтому электролит, который заполняет пространство между электродами, должен обладать способностью пропускать через себя протоны (т. е. ионы водорода) и не пропускать электроны На аноде водород распадается на электроны и протоны, далее протоны проходят через слой электролита, достигают катода и, соединяясь и с кислородом, образуюворюють воду Однако в вопросах получения качественного и недорогого электролита наука пока испытывает огромные трудности Полимерный электролит американской фирмы «Дюпон» стоит около 700 евро за м2 а на батарею й для среднего автомобиля нужно десятки квадратных метров такого материала Понятно, что при такой стоимости электролита невозможно наладить серийный выпуск водородных автомобилей Учеными всего св и ту ведутся интенсивные исследования с целью удешевления этого материала и использования его при более высоких температурах (150-200 \"С0 "С).
общем, топливный элемент на водороде вполне готов к применению хватает мелочи сделать его компактным и дешевым.

Страницы:1 [2]

категория: рефераты / рефераты по химии / Водородный двигатель: общая схема водородного двигателя