Aplicații ale vehiculelor cu celule de combustibil cu hidrogen

Aplicații ale vehiculelor cu celule de combustibil cu hidrogen

Tehnologia HFCV este o modalitate inovatoare de a alimenta vehiculele care folosesc hidrogen ca combustibil principal. Utilizează hidrogen pentru a genera electricitate în interiorul vehiculului, alimentează motoare electrice și oferă o alternativă curată la motoarele tradiționale cu ardere internă.

Tehnologia celulelor de combustie este baza HFCV-urilor și implică conversia electrochimică a combustibilului cu hidrogen în energie electrică pentru a alimenta motorul electric al vehiculului. Componentele principale ale a celule de combustibil includ anodul, catodul și electrolitul.

Când hidrogenul (H2) este furnizat anodului celulei de combustie, va avea loc procesul de oxidare a hidrogenului. În acest proces, moleculele de hidrogen se împart în protoni (H⁺) și electroni (e− ) printr-o reacție facilitată de un catalizator (de obicei platină)

H2 → 2H⁺ + 2e−

Protonii călătoresc prin electrolit, electronii călătoresc printr-un circuit extern, creând un curent electric care poate fi folosit pentru a alimenta motorul vehiculului. La catod, oxigenul din aer se combină cu protoni și electroni pentru a forma apă ca singur produs secundar.

O2 + 4H⁺ + 4e − → 2 H2O

Această reacție electrochimică produce un curent electric continuu, permițând vehiculului să funcționeze continuu.

HFCV trebuie să integreze sistemele de celule de combustibil, stocarea hidrogenului și componentele transmisiei electrice. Elementele cheie ale designului și structurii HFCV includ următoarele:

Stiva de celule de combustie: nucleul HFCV este stiva de celule de combustibil, care conține mai multe celule de combustibil individuale. Fiecare celulă de combustibil este alcătuită dintr-un anod, catod și electrolit. O stivă de celule de combustibil generează electricitate printr-o reacție chimică între hidrogen și oxigen.

Stocarea hidrogenului: HFCV necesită un mecanism de stocare a hidrogenului pe vehicule. Metodele comune de stocare a hidrogenului includ buteliile de gaz comprimat de înaltă presiune sau rezervoarele de hidrogen lichid criogenic. Aceste sisteme de stocare asigură depozitarea sigură și eficientă a combustibilului cu hidrogen.

Motor electric: electricitatea generată de pila de combustie alimentează motoarele electrice, care antrenează motoarele roților vehiculului, oferind o funcționare lină și contribuind la îmbunătățirea performanței și eficienței generale a HFCV.

Unitatea de control al puterii: unitatea de control al puterii gestionează fluxul de energie electrică de la stiva de celule de combustie la motorul electric. Reglează tensiunea și curentul pentru a asigura performanță și eficiență optime.

Sisteme auxiliare: HFCV conține, de asemenea, sisteme auxiliare, cum ar fi un sistem de răcire pentru a menține temperatura optimă de funcționare a stivei de celule de combustibil și un sistem de alimentare cu aer pentru a furniza oxigen pentru reacția celulei de combustibil.

Stocarea energiei: Unele HFCV includ, de asemenea, sisteme de stocare a energiei, cum ar fi bateriile litiu-ion, pentru a capta și stoca excesul de energie electrică produsă de stiva de celule de combustibil. Aceste sisteme de stocare a energiei pot fi utilizate pentru a furniza putere suplimentară în situații de solicitare mare sau pentru frânarea regenerativă.