Scapă de mașina cu celule de combustibil! Edison - casa generației E.
Sunt mai scumpe și mai puțin puternice decât mașinile electronice și au nevoie de trei ori mai multă energie electrică. Bateria a câștigat. Hidrogenul trebuie utilizat pentru chimie. Polemic de către un fizician.
Guvernul german a decis o strategie națională privind hidrogenul. Mii de stații de alimentare cu hidrogen vor fi instalate în toată țara în următorii ani, vor fi promovate vehicule cu acționare cu pilă de combustibil și vor fi construite facilități pentru producerea hidrogenului. Pentru această „activare a pieței”, a fost lansat un program de șapte miliarde de euro, care menționează, de asemenea, combustibilii sintetici pentru motoarele cu ardere și dezvoltarea unor sisteme mai bune de stocare a hidrogenului pentru vehicule. Utilizarea inevitabilă a hidrogenului în industria chimică și perspectivele producției de oțel fără carbon cu hidrogen sunt menționate doar în trecut. Aceasta este o politică din punct de vedere tehnologic complet nerealistă.
Anul este 2020. Mașinile electrice practice sunt produse în serie și problemele lor au fost rezolvate în mare măsură. Capacitatea bateriilor reîncărcabile s-a triplat în 30 de ani, iar prețul acestora a scăzut cu aproape 90% în zece ani. Ele pot fi încărcate mai repede și durata lor de viață a fost multiplicată.
Se spune că producția de celule cu o capacitate de 50 kilowatti oră (kWh) este posibilă la producătorul chinez Contemporary Amperex Technology Ltd (CATL) pentru echivalentul a 3.750-5.000 de euro. O reducere suplimentară la 2.500 de euro ar trebui să fie posibilă pentru bateriile cu fosfat litiu-fier. Au fost, de asemenea, dezvoltate alternative la bateria litiu-ion.
În electrolizere, apa este descompusă în hidrogen și oxigen cu ajutorul electricității. În funcție de proces cu o eficiență între 60 și 85 la sută. Foto: DLR
Ideea vehiculului cu pilă de combustibil a apărut într-o lume în care bateriile erau grele, scumpe și dependente de resurse rare, puteau fi încărcate doar ore întregi și în cel mai bun caz rezistau la câteva sute de cicluri de încărcare. Nu mai este cazul. Vehiculele electrice cu baterii reîncărcabile oferă unitatea extrem de eficientă și curată pe care tehnologia cu celule de combustibil a promis-o doar de zeci de ani la prețuri tot mai mici. Această tehnologie este o idee a secolului XX, pentru care există în mod clar alternative superioare în secolul XXI.
Hidrogenul are nevoie de trei ori mai multă energie
Toyota Mirai este cel mai bine vândut automobil cu celule de combustibil din lume - și un bun exemplu al problemelor fundamentale pe care le pune această tehnologie. Sursa de energie a Mirai, hidrogenul din rezervor, cântărește doar cinci kilograme. Cu toate acestea, sursa de alimentare completă cântărește 200 de kilograme. Acesta constă dintr-un rezervor de 87 de kilograme și 200 litri din fibră de carbon pentru stocarea hidrogenului, un sistem de celule de combustibil de 60 de kilograme și o baterie de 22 kilograme nichel hidrură metalică cu o capacitate de stocare de 1,6 kilowați oră (kWh). Acest lucru este necesar pentru frânarea regenerativă. Toate acestea trebuie, de asemenea, să fie instalate și ancorate în corp în mod protejat.
Toyota Mirai a fost primul automobil cu pilă de combustibil produs în serie - și până în prezent cel mai bine vândut. Foto: Toyota
Bateria de 75 kWh a unui Tesla 3, pe de altă parte, este o parte integrantă a corpului. Cântărește în jur de 500 kg cu capacul de protecție rigid, dar, în general, Tesla nu este mai greu decât Mirai. Iar autonomia ambelor vehicule este aproximativ aceeași: 500 de kilometri.
În fiecare săptămână raportăm despre viața conectată, energiile regenerabile și mobilitatea nouă. Buletinul nostru informativ prezintă pe scurt și informativ cele mai bune texte, imagini și fundaluri - înregistrați-vă aici fără obligație:
Multumim pentru inregistrare
Nu ar fi bine dacă ambele sisteme ar fi în competiție între ele. În plus: Cel mai important aspect, care a dus, în principal, la o reorientare, departe de motorul cu combustie, este complet neglijat: compatibilitatea cu mediul. Ar trebui luate în considerare și tehnologii complet noi precum Celule solare de-a lungul tuturor drumurilor, acolo unde este posibil, cu sisteme de colectare a energiei prin linii aeriene, de ex. Există o pistă de testare, m.W. frumos.
Toate argumentele din articol sunt accesibile oricui este rezonabil și informat de fapt. Cu atât mai de neînțeles sunt inițiativele guvernamentale din Germania și Austria cu privire la hidrogen.
O contribuție semnificativă pe care îmi place să o împărtășesc pe Facebook!
Acum 5 ani aș fi fost de acord cu declarațiile lor. 2020 nu mai.
CATL LPF ajunge la 240 Wh/kg, în principal printr-o combinație de chimie mai bună a bateriei (de exemplu, includerea siliciului în anodii de grafit pentru a crește capacitatea fără a risca dezintegrarea Sicilium), optimizând celulele pentru capacitate mare în loc de putere mare și -absorbție, precum și plecarea de la celule cilindrice individuale, care pot economisi costurile de material și de fabricație.
Faradion livrează primele baterii în Australia anul acesta și anul viitor unui producător de camioane din India, unde este înființată o fabrică de ordinul GWh/an.
https://www.pv-magazine-india.com/2020/04/23/uk-based-faradion-mulling-sodium-ion-battery-manufacturing-in-india/
Așa cum am scris în articolul meu despre asta, s-au întâmplat multe în ultimii 4 ani. Mulți oameni de știință au trecut de la litiu la sodiu după ce nu au existat aproape nicio publicație științifică despre bateriile de sodiu-ion între sfârșitul anilor 1980 și în jurul anului 2012, dar în același timp s-a instalat o anumită stagnare a bateriilor cu litiu-ion. O mulțime de progrese au fost făcute foarte repede de atât de mulți oameni și se întâmplă tot mai mult. Există nu numai eșantioane de laborator individuale promițătoare care funcționează, ci și o serie de rezultate adecvate cu cel puțin 500 de cicluri de încărcare, din care producătorii pot selecta (și pot face) ce chimie exactă a celulelor se potrivește cel mai bine cerințelor lor de producție și performanță. Fie că este vorba de costuri scăzute ale materiei prime, densitate de energie relativ ridicată (în prezent, până la aproximativ 160Wh/kg) sau putere mare, cu compromisuri în densitatea energiei.
Foarte bine rezumat. Sentința lui Duesendaniel se aplică și la: „Pentru mine, ca inginer, aceste fapte tehnice sunt clare de multă vreme, chiar dacă nu au fost justificate atât de detaliat, deoarece o comparație a eficienței generale este de obicei suficientă pentru mine”.
Afirmații precum cele de la THG ar trebui doar ignorate - timpul de citire nu merită.
Comentariu: „Sunt mai scumpe și mai puțin puternice decât mașinile electronice și au nevoie de trei ori mai multă energie electrică”.
Totuși, ce este un vehicul cu hidrogen? O mașină W.?
Se presupune că eficiența energetică mai mare a energiei bateriei este precedată de o sută la sută de generare din energii regenerabile. Și chiar și atunci, dimensiunile semnificative ale miezului sunt ignorate.
Deci, celulele de combustie îmbătrânesc și, ca urmare, eficacitatea lor scade. Din fericire, probabil că bateriile nu.
Una peste alta, am citit multe „ar putea, ar, vrea” ... Eu nu sunt un fan al hidrogenului, dar acest lucru este un bashing nefondat. Trist.
Bună ziua, domnule Hobbs, este un articol de opinie menit să stimuleze discuțiile. Nu este un tratat științific.
O opinie ar trebui să se bazeze și pe fapte ... acest lucru nu necesită un tratat științific. La final ai discuția ta; Îmi cunoașteți argumentele acum 😉
Citat: "Se presupune că eficiența energetică mai mare a energiei bateriei se bazează pe recuperarea sută la sută din energiile regenerabile."
Același lucru se aplică electricității care este utilizată pentru a genera hidrogen, cu diferența că este necesară mai mult de trei ori mai mult. Nu înțeleg acest argument.
Citat: „Pilele de combustie îmbătrânesc și, ca urmare, eficacitatea lor scade. Din fericire, probabil că bateriile nu. "
Procesele de îmbătrânire a pilelor de combustie sunt de fapt foarte diferite. Bateriile își pierd capacitatea, deoarece eliberează doar aproximativ 99,98% până la 99,995% din încărcătura electrică stocată datorită eficienței coloumbiene imperfecte (datorită proceselor chimice din celulă. Stratul superior mai gros, deteriorarea lentă a catodului/anodului, descompunerea Electroliti etc.) Eficiența reală rămâne întotdeauna aceeași, numai după 1000-4000 de cicluri complete de încărcare (în acest exemplu) se pierde aproximativ 20% din capacitatea de încărcare. Îmbătrânirea crește, de asemenea, rezistența internă a bateriilor, dar efectul este neglijabil pentru eficiența sistemului general, mai ales în comparație cu pierderile din producția și utilizarea hidrogenului.
Cu toate acestea, în cazul celulelor de combustie, membrana celulei de combustibil se descompune. Catalizatorul din el devine inactiv datorită reacțiilor chimice (monoxidul de carbon are în special acest efect) sau este eliberat complet din membrană. Tensiunea furnizată de celulă scade odată cu aceeași conversie a hidrogenului („combustie”).
În primul rând, aceasta reduce eficiența electrică, dar, în consecință, și puterea electrică de ieșire cu aceeași rotație de hidrogen și, prin urmare, gama cu aceeași cantitate de hidrogen în rezervor. Deoarece eficiența celulei de combustibil depinde și de puterea livrată în comparație cu puterea maximă (*) - și scade cu o putere mai mare - efectul în practica de conducere este chiar mai mare decât ar sugera căderea tensiunii celulei.
Se știe din experiență că pilele de combustibil pierd aproximativ 10% tensiune după 2000 de ore de funcționare. (Ore de funcționare în modul normal de conducere, care are loc rar la încărcare maximă.)
https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/73011.pdf
(*) Acesta este un fenomen fizic cauzat de temperatura de funcționare sub punctul de fierbere a apei din celula de combustibil. Hidrogenul „ars” formează apă lichidă pe partea catodică a celulei de combustibil, care acum împiedică parțial accesul oxigenului la membrana celulei de combustibil. Această piedică se manifestă printr-o scădere a tensiunii celulare. Cu cât ieșirea este mai mare, cu atât se produce mai multă apă și cu atât scade tensiunea celulei. Acest lucru limitează, de asemenea, eficiența maximă a acestui tip de celulă de combustibil, deoarece dintr-un anumit punct tensiunea celulei scade mai repede decât un debit de curent mai mare ar putea compensa cu o conversie mai mare de hidrogen.
Aveți nevoie de aproximativ 2,5 până la 3 ori cantitatea de energie electrică dintr-o mașină cu hidrogen dacă doriți același kilometraj ca un vehicul electric cu baterie. Indiferent dacă provine de la o centrală electrică pe cărbune, de la turbine eoliene sau orice altceva. De 3 ori mai mult ... Despre asta este vorba ....
Vă mulțumim pentru această prezentare cu adevărat instructivă și informativă a BEV și FCEV în comparație. Pentru mine, ca inginer, aceste fapte tehnice sunt clare de multă vreme, chiar dacă nu sunt justificate atât de detaliat, deoarece de obicei o comparație a eficienței generale este suficientă pentru mine.
Din păcate, nu este vorba despre fizică, ci despre jocurile de putere ale politicii și ale afacerilor și nu ar fi prima dată când sistemul mai sărac este pus în aplicare împotriva intereselor publicului larg în beneficiul unei minorități foarte mici, dar bogate.
Este uimitor ce poți scoate din jumătăți de adevăruri pe web sau dacă a existat un portofel mare deschis pentru a răspândi acest rahat. Chiar dacă repetați lucrurile iar și iar, acestea nu devin mai corecte.
Este uimitor de ceea ce sunt acuzat în răspunsurile la acest articol, fără a face nicio afirmație de fond cu privire la articolul în sine.
S-ar putea să vă deranjeze faptul că am comparat proprietățile a două mașini reale ca exemple. Selecția a fost făcută pur și simplu conform criteriului care modele ale tehnologiei respective care existau pe piață au fost vândute cel mai frecvent și, în afară de sursa de alimentare, au proprietăți în mare măsură comparabile.
Aș găsi câteva fapte foarte interesante din partea ta, care ar dovedi acuzația ta de a „învârti împreună”. Dar, probabil, nu mai sunt multe de urmat.