Ջրածնի վրա աշխատող մեքենաներ. հայացք Հնդկաստանի ջրածնի ազգային առաքելությանը

Հնդկաստանը հայտարարել է Ջրածնի ազգային առաքելության մասին, որը կկազմի ջրածնի որպես էներգիայի աղբյուր օգտագործելու ճանապարհային քարտեզ: Նախաձեռնությունն ունի տրանսպորտը փոխակերպելու ներուժ։

Toyota-ի նորացված Mirai ջրածնային վառելիքի բջիջների մեքենան, որը ցուցադրում է ճարտարագիտությունը գլխարկի տակ, ցուցադրվել է 2020 թվականի դեկտեմբերին Տոկիոյում կայանալիք իր մեկնարկի միջոցառմանը: (Լուսանկարը՝ Reuters)

Ավանդաբար, սահմանամերձ էլեկտրական մեքենաների (EV) տեխնոլոգիաների դանդաղ շարժվող Հնդկաստանը անբնականաբար վաղ է մուտք գործել տիեզերքի ամենաառատ տարրի՝ ջրածնի էներգետիկ ներուժը օգտագործելու մրցավազքում: Չորս ամսից էլ քիչ այն բանից հետո, երբ Միացյալ Նահանգների Էներգետիկայի նախարարությունը հայտարարեց մինչև 100 միլիոն դոլարի ներդրում ջրածնի արտադրության և վառելիքի բջիջների տեխնոլոգիաների հետազոտման և զարգացման մեջ, Հնդկաստանը հայտարարեց Ջրածնի ազգային առաքելության մասին:

Բյուջեի առաջարկին հաջորդող մի քանի ամիսների ընթացքում կհետևեն առաքելության նախագծով՝ ջրածնի որպես էներգիայի աղբյուր օգտագործելու ճանապարհային քարտեզ՝ հատուկ ուշադրություն դարձնելով կանաչ ջրածնի վրա՝ զուգորդելով Հնդկաստանի վերականգնվող էներգիայի աճող հզորությունը ջրածնի տնտեսության հետ, նշել են կառավարության պաշտոնյաները: .

Եվ չնայած վերջնական օգտագործման ոլորտները ներառում են պողպատը և քիմիական նյութերը, հիմնական արդյունաբերությունը, որը փոխակերպելու ներուժ ունի ջրածինը, տրանսպորտն է, որը նպաստում է ջերմոցային գազերի արտանետումների մեկ երրորդին, և որտեղ ջրածինը դիտվում է որպես հանածո վառելիքի ուղղակի փոխարինում։ հատուկ առավելություններ ավանդական EV-ների նկատմամբ:

Շարժունակության հետ կապված մի քանի օդաչուներ արդեն ընթացքի մեջ են:

Հոկտեմբերին Դելին դարձավ առաջին հնդկական քաղաքը, որը վեցամսյա փորձնական նախագծով գործարկեց ավտոբուսներ, որոնք աշխատում էին ջրածնով հագեցած սեղմված բնական գազով (H-CNG): Ավտոբուսները կաշխատեն նոր տեխնոլոգիայով, որը արտոնագրված է Indian Oil Corp-ի կողմից H-CNG՝ 18 տոկոս ջրածին CNG-ում արտադրելու համար, անմիջապես բնական գազից՝ առանց սովորական խառնուրդի դիմելու:

Էլեկտրաէներգիայի խոշորագույն NTPC Ltd-ն փորձնական է շահագործում ջրածնային վառելիքի բջիջների վրա հիմնված 10 էլեկտրական ավտոբուսներ և վառելիքի բջիջներով էլեկտրական մեքենաներ Լեհում և Դելիում, և քննարկում է Անդհրա Պրադեշում կանաչ ջրածնի արտադրություն հիմնելու հնարավորությունը:

ՄՕԿ-ը նաև նախատեսում է ստեղծել հատուկ ստորաբաժանում՝ ջրածին արտադրելու համար՝ ավտոբուսներ գործարկելու համար Ֆարիդաբադում գտնվող իր R&D կենտրոնում:

Որպես օժանդակ կարգավորող շրջանակ, Անցյալ տարվա վերջին Ճանապարհային տրանսպորտի և ավտոճանապարհների նախարարությունը հրապարակեց ծանուցում, որում առաջարկվում էր փոփոխություններ կատարել 1989 թվականի Կենտրոնական ավտոմոբիլային տրանսպորտային միջոցների կանոններում՝ ներառելով ջրածնային վառելիքի բջիջների վրա հիմնված մեքենաների անվտանգության գնահատման չափանիշները:

Ինչու ջրածինը և դրա տեսակները

Ջրածնի ներուժը որպես վառելիքի մաքուր աղբյուր ունի մոտ 150 տարվա պատմություն: 1874 թվականին գիտաֆանտաստիկ գրող Ժյուլ Վեռնը «Խորհրդավոր կղզում» բացահայտեց կանխագուշակող տեսլականը. մի աշխարհ, որտեղ ջուրը մի օր կօգտագործվի որպես վառելիք, այդ ջրածինը և թթվածինը, որոնք կազմում են այն, առանձին կամ միասին օգտագործված, կստեղծեն ջրի անսպառ աղբյուր: ջերմություն և լույս, որոնց ինտենսիվության ածուխն ընդունակ չէ։

1937-ին գերմանական LZ129 Hindenburg ուղևորատար օդանավը ջրածնային վառելիք օգտագործեց Ատլանտյան օվկիանոսով թռչելու համար, այնուհետև պայթեց Նյու Ջերսիի ծովային ավիացիոն կայանում Լեյքհերսթում նավահանգստի ժամանակ՝ սպանելով 36 մարդու: 1960-ականների վերջերին ջրածնային վառելիքի բջիջները օգնեցին ՆԱՍԱ-ի «Ապոլոն» առաքելություններին դեպի Լուսին:

1970-ականների նավթի գների ցնցումներից հետո, հանածո վառելիքին փոխարինող ջրածնի հնարավորությունը սկսեց լրջորեն դիտարկվել: Երեք ավտոարտադրողներ՝ ճապոնական Honda-ն և Toyota-ն և հարավկորեական Hyundai-ն, այդ ժամանակից ի վեր վճռականորեն շարժվել են տեխնոլոգիայի առևտրայնացման ուղղությամբ, թեև սահմանափակ մասշտաբով:

Բնության մեջ ամենատարածված տարրը ազատորեն չի հայտնաբերվել: Ջրածինը գոյություն ունի միայն այլ տարրերի հետ համակցված, և այն պետք է արդյունահանվի բնական միացություններից, ինչպիսին է ջուրը (որը երկու ջրածնի ատոմների և մեկ թթվածնի ատոմի համակցություն է): Չնայած ջրածինը մաքուր մոլեկուլ է, սակայն դրա արդյունահանման գործընթացը էներգատար է։

Աղբյուրները և գործընթացները, որոնցով ստացվում է ջրածինը, դասակարգվում են ըստ գունավոր ներդիրների: Հանածո վառելիքից ստացված ջրածինը կոչվում է գորշ ջրածին; սա կազմում է այսօր արտադրվող ջրածնի հիմնական մասը: Ջրածինը, որն առաջանում է հանածո վառելիքից ածխածնի յուրացման և պահպանման տարբերակներով, կոչվում է կապույտ ջրածին; Ջրածինը, որն ամբողջությամբ առաջանում է էներգիայի վերականգնվող աղբյուրներից, կոչվում է կանաչ ջրածին: Վերջին գործընթացում վերականգնվող էներգիայից ստացված էլեկտրաէներգիան օգտագործվում է ջուրը ջրածնի և թթվածնի բաժանելու համար:

Գործը կանաչ ջրածնի համար

Կանաչ ջրածինը հատուկ առավելություններ ունի. Մեկը, դա մաքուր այրվող մոլեկուլ է, որը կարող է ածխաթթուացնել մի շարք ոլորտներ, ներառյալ երկաթը և պողպատը, քիմիական նյութերը և տրանսպորտը: Երկրորդ, վերականգնվող էներգիան, որը չի կարող պահպանվել կամ օգտագործվել ցանցի կողմից, կարող է ուղղորդվել ջրածին արտադրելու համար:

Հենց դրան է նպատակադրվել 2021-2222 թվականներին մեկնարկելիք ջրածնային էներգետիկայի կառավարության առաքելությունը: Հնդկաստանի էլեկտրացանցը հիմնականում հիմնված է ածխի վրա և կշարունակի գործել՝ այդպիսով չեզոքացնելով էլեկտրաէներգիայի լայնածավալ հրումից ստացվող գրավի օգուտները, քանի որ ածուխը պետք է այրվի, որպեսզի արտադրվի էլեկտրաէներգիա, որը կսնուցի այս մեքենաները: Էլեկտրաէներգիայի մեծ մասը արտադրվում է վերականգնվող աղբյուրներից, օրինակ՝ Նորվեգիայում, այն 99 տոկոսով հիդրոէլեկտրակայաններից է: Փորձագետները կարծում են, որ ջրածնային տրանսպորտային միջոցները կարող են հատկապես արդյունավետ լինել երկարաժամկետ բեռնափոխադրումների և այլ դժվար էլեկտրիֆիկացման ոլորտներում, ինչպիսիք են բեռնափոխադրումները և երկարաժամկետ օդային ճանապարհորդությունները: Այս ծրագրերում ծանր մարտկոցների օգտագործումը հակաարդյունավետ կլինի, հատկապես այնպիսի երկրների համար, ինչպիսին է Հնդկաստանը, որտեղ էլեկտրաէներգիայի ցանցը հիմնականում աշխատում է ածուխով:

Ինչպես են աշխատում ջրածնի վառելիքի բջիջները

Հատկապես Հարավային Կորեան և Ճապոնիան կենտրոնացած են իրենց ավտոմոբիլային շուկաները ջրածնի և վառելիքի բջիջների ներուժի տեղափոխման վրա: Ի՞նչ է վառելիքի բջիջը:

Ջրածինը էներգիայի կրող է, ոչ թե էներգիայի աղբյուր։ Ջրածնային վառելիքը պետք է վերածվի էլեկտրաէներգիայի մի սարքի միջոցով, որը կոչվում է վառելիքի բջիջների կույտ, նախքան այն կարող է օգտագործվել մեքենայի կամ բեռնատարի սնուցման համար: Վառելիքի բջիջը քիմիական էներգիան վերածում է էլեկտրական էներգիայի՝ օգտագործելով օքսիդացնող նյութեր՝ օքսիդացում-վերականգնման ռեակցիայի միջոցով: Վառելիքի բջիջների վրա հիմնված տրանսպորտային միջոցներն ամենից հաճախ համատեղում են ջրածինը և թթվածինը` էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար, որը սնուցում է ինքնաթիռում գտնվող էլեկտրական շարժիչը: Քանի որ վառելիքի բջիջներով մեքենաներն օգտագործում են էլեկտրաէներգիա աշխատելու համար, դրանք համարվում են էլեկտրական մեքենաներ:

Յուրաքանչյուր առանձին վառելիքի բջիջի ներսում ջրածինը դուրս է բերվում օդանավի ճնշման տակ գտնվող տանկից և փոխազդում է կատալիզատորի հետ, որը սովորաբար պատրաստված է պլատինից: Երբ ջրածինը անցնում է կատալիզատորի միջով, այն զրկվում է իր էլեկտրոններից, որոնք ստիպված են շարժվել արտաքին շղթայի երկայնքով՝ առաջացնելով էլեկտրական հոսանք։ Այս հոսանքն օգտագործվում է էլեկտրական շարժիչի կողմից մեքենայի սնուցման համար, միակ կողմնակի արտադրանքը ջրի գոլորշին է:

Ջրածնային վառելիքի բջիջներով մեքենաները գրեթե զրոյական ածխածնի հետք ունեն: Ջրածինը մոտ երկու-երեք անգամ ավելի արդյունավետ է, քան բենզինը, քանի որ էլեկտրական քիմիական ռեակցիան շատ ավելի արդյունավետ է, քան այրումը:

ՄԻԱՑԻՐ ՀԻՄԱ :Express Explained Telegram-ի ալիքը

FCEVs և այլ EVs

Էլեկտրական մեքենաները (EVs) սովորաբար բաժանվում են չորս լայն կատեգորիաների.

* Սովորական հիբրիդային էլեկտրական մեքենաները կամ HEV-երը, ինչպիսին է Toyota Camry-ն, համատեղում են սովորական ներքին այրման շարժիչի համակարգը էլեկտրական շարժիչ համակարգի հետ, ինչը հանգեցնում է ավտոմեքենայի հիբրիդային շարժակազմի, որն էականորեն նվազեցնում է վառելիքի օգտագործումը: Սովորական հիբրիդում տեղադրված մարտկոցը լիցքավորվում է, երբ IC շարժիչը սնուցում է շարժիչը:

* Միացված հիբրիդային մեքենաները կամ PHEV-ները, ինչպիսին է Chevrolet Volt-ը, նույնպես ունեն հիբրիդային շարժիչ, որն օգտագործում է IC շարժիչ և էլեկտրական էներգիա շարժիչ ուժի համար՝ ապահովված վերալիցքավորվող մարտկոցներով, որոնք կարող են միացվել էներգիայի աղբյուրին:

* Մարտկոցով աշխատող էլեկտրական մեքենաները կամ BEV-երը, ինչպիսիք են Nissan Leaf-ը կամ Tesla Model S-ը, չունեն IC շարժիչ կամ վառելիքի բաք և աշխատում են ամբողջովին էլեկտրական շարժիչով, որը սնվում է վերալիցքավորվող մարտկոցներով:

* Վառելիքի բջիջներով էլեկտրական մեքենաները կամ FCEV-երը, ինչպիսիք են Toyota-ի Mirai-ն, Honda-ի Clarity-ն և Hyundai-ի Nexo-ն, օգտագործում են ջրածնային գազ՝ բեռնաթափման էլեկտրական շարժիչը սնուցելու համար: FCEV-ները համատեղում են ջրածինը և թթվածինը` արտադրելով էլեկտրաէներգիա, որն աշխատում է շարժիչը: Քանի որ դրանք ամբողջությամբ սնվում են էլեկտրաէներգիայից, FCEV-ները համարվում են EV, բայց ի տարբերություն BEV-ների, դրանց միջակայքը և լիցքավորման գործընթացները համեմատելի են սովորական մեքենաների և բեռնատարների հետ:

BEV-ի և ջրածնային FCEV-ի միջև հիմնական տարբերությունն այն է, որ վերջինս թույլ է տալիս լիցքավորել ընդամենը հինգ րոպե՝ համեմատած BEV-ի լիցքավորման 30-45 րոպեի հետ: Բացի այդ, սպառողները ստանում են մոտ հինգ անգամ ավելի լավ էներգիայի պահեստավորում մեկ միավորի ծավալի և քաշի համար, ինչը շատ տեղ է ազատում այլ բաների համար՝ միաժամանակ թույլ տալով հեծանվորդին ավելի հեռու գնալ:

Կրիտիկական զանգվածի խնդիրը

Չնայած իր խոստմանը, ջրածնի տեխնոլոգիան դեռ պետք է ընդլայնվի: Tesla-ի գործադիր տնօրեն Իլոն Մասկը վառելիքի բջիջների տեխնոլոգիան անվանել է անհեթեթ հիմարություն:

Աշխարհում 2020 թվականի վերջին ճանապարհին եղել է ավելի քան 25,000 ջրածնային վառելիքով աշխատող մեքենա. համեմատությամբ, էլեկտրամոբիլների թիվը կազմել է 8 միլիոն։

Ջրածնային վառելիքով աշխատող մեքենաների ընդունման համար մեծ խոչընդոտ է եղել վառելիքի կայանի ենթակառուցվածքի բացակայությունը. վառելիքի բջիջներով մեքենաները լիցքավորվում են սովորական մեքենաների նման, բայց չեն կարող օգտագործել նույն կայանը: Այսօր աշխարհում գործում են 500-ից քիչ ջրածնային կայաններ, հիմնականում Եվրոպայում, որին հաջորդում են Ճապոնիան և Հարավային Կորեան: Կան Հյուսիսային Ամերիկայում:

Անվտանգությունը դիտվում է որպես մտահոգություն: Ջրածինը ճնշվում և պահվում է կրիոգեն տանկի մեջ, որտեղից այն սնվում է ավելի ցածր ճնշման բջիջ և անցնում էլեկտրաքիմիական ռեակցիայի մեջ՝ էլեկտրաէներգիա առաջացնելու համար: Hyundai-ն և Toyota-ն ասում են, որ ջրածնային վառելիքի տանկերի անվտանգությունն ու հուսալիությունը նման է ստանդարտ CNG շարժիչներին:

Մեծ մարտահրավեր է մնում տեխնոլոգիայի ընդլայնումը և կրիտիկական զանգվածի ձեռքբերումը: Ավելի շատ տրանսպորտային միջոցներ ճանապարհին և ավելի շատ օժանդակ ենթակառուցվածքներ կարող են նվազեցնել ծախսերը: Հնդկաստանի առաջարկած առաքելությունը դիտվում է որպես քայլ այդ ուղղությամբ:

Կիսվեք Ձեր Ընկերների Հետ: