Mashiinka Hydrogen. Sida ay u shaqeyso iyo khasaaraha

Mashiinnada gubayaasha gudaha uma muuqan inay yihiin tareenno awood u gooni ah si xoog leh. Taabadalkeed, matoorrada caadiga ahi waxay ku timid natiijo ka dhalata hagaajinta iyo hagaajinta matoorada kuleylka. Akhriso sida cutubku, oo aan caadiyan ugu aragnay hoostiisa gawaarida, inuu si tartiib tartiib ah u muuqday. maqaal gooni ah.

Si kastaba ha noqotee, markii gaarigii ugu horreeyay lagu qalabeeyo mishiinka gubashada gudaha, bani-aadmigu wuxuu helay gaari iskiis u wada oo aan u baahnayn quudin joogto ah, sida faraska oo kale. Waxyaabo badan ayaa isbedelay matoorrada illaa 1885, laakiin hal cillad ayaa weli isbeddelin. Inta lagu jiro gubashada isku dar ah shidaal (ama shidaal kale) iyo hawo, waxyaabo badan oo waxyeelo leh ayaa la sii daayaa oo wasakheeya deegaanka.

Haddii kahor imaatinka gawaarida iswada, dhisayaasha wadamada Yurub waxay ka baqayeen in magaalooyinka waaweyn ay ku harqadaan digo faras, maanta dadka degan megacities waxay neefsadaan hawo wasakh ah.

Adkaynta heerarka deegaanka ee gaadiidka ayaa ku qasbaya soo saarayaasha baabuurta inay soo saaraan koronto xoog leh. Sidaa darteed, shirkado badan ayaa xiiseynayay tikniyoolajiyadda horay loo abuuray ee Anjos Jedlik - oo ah gaari iskiis u shaqeynaya oo ku saabsan jarista korantada, oo dib u soo muuqatay 1828. Maantana tiknoolajiyaddan ayaa si adag loogu aasaasay adduunka baabuurta oo aadan ka yaabin doonin qofna gaari koronto ama isku dhafan.

Laakiin waxa runtii dhiiri-gelinaya waa warshadaha korontada, oo sii deynta kaliya ee ay tahay biyaha la cabbo. Waa mishiin haydarojiin ah.

Waa maxay mishiinka haydarojiin?

Kani waa nooc ka mid ah matoorrada shidaalka u isticmaala hydrogen. Isticmaalka cunsurkan kiimikada ayaa yareyn doona xaalufinta kheyraadka hydrocarbon. Sababta labaad ee xiisaha loo qabo rakibaadda noocaas ah ayaa ah yareynta wasakheynta deegaanka.

Waxay kuxirantahay nooca gawaarida loo adeegsan doono gaadiidka, howlgalkoodu wuu ka duwanaan doonaa mashiinka gubashada gudaha ee caadiga ah ama wuxuu noqon karaa mid isku mid ah.

Taariikh Kooban

Mashiinnada hawo gubayaasha Hydrogen-ka ayaa soo muuqday isla muddadaas markii mabda'a ICE la sameynayay lana horumarinayay. Injineer Faransiis ah iyo hal-abuur ayaa naqshadeeyay nooc u gaar ah mishiinka gubashada gudaha. Shidaalka uu u isticmaalay horumarintiisu waa haydarojiin, oo u muuqda natiijada korantada H₂A. Sannadkii 1807-kii, ayaa waxaa soo muuqday gaarigii ugu horreeyay ee haydarojiin ah.

Isaaq De Rivaz sanadkii 1807 wuxuu xareystay patent-ka horumarinta cagafta qalabka militariga. sida mid ka mid ah unugyada korontada, wuxuu soo jeediyay isticmaalka hydrogen.

Unugga awooddu wuxuu ahaa bistoolad, dabka ku jirana waxaa sabab u ahaa sameynta dhimbilo ku jirta silsiladda. Run, abuurkii ugu horreeyay ee hal-abuure wuxuu ubaahanyahay jiil dhimbiil gacmeed. Kaliya labo sano kadib, wuxuu dhameeyay shaqadiisa, waxaana dhashay dhalaalihii uguhoreeyay ee haydarojiin ah.

Si kastaba ha noqotee, waqtigaas, horumarka lama siin muhiimad, maxaa yeelay gaasku ma sahlana sida loo helo iyo keydinta sida baatroolka. Matoorrada Hydrogen-ka waxaa ficil ahaan loogu isticmaalay magaalada Leningrad intii lagu jiray go'doominta qeybtii labaad ee 1941. In kasta oo, waa in aan qiranno in kuwani aysan ahayn unugyada haydarojiin oo keliya. Kuwani waxay ahaayeen matooro caadi ah oo GAZ ah oo gudaha gubta, kaliya shidaal looma haynin iyaga, laakiin waxaa jiray gaas badan wakhtigaas, maadaama ay shidaalka buufinnada ku jireen.

Qeybtii hore ee 80-meeyadii, dalal badan, oo ma aha oo kaliya reer Yurub, laakiin sidoo kale Ameerika, Ruushka iyo Japan ayaa isku dayay inay tijaabiyaan rakibaadda noocan ah. Marka, 1982, intii lagu gudajiray shaqada wadajirka ah ee warshadda Kvant iyo shirkadda RAF ee gawaarida, waxaa soo muuqday matoor isku dhafan, kaasoo ku socday iskudhaf hydrogen iyo hawo ah, iyo batari 5 kW / h ah ayaa loo adeegsaday il tamar ah.

Intaa wixii ka dambeeyay, waxaa jiray isku dayo dalal kala duwan ay ku soo bandhigayaan gawaarida "cagaaran" khadkooda moodeelka, laakiin xaaladaha badankood gawaadhidan oo kale waxay ku sii jiraan qaybta noocyadeeda ah ama waxay leeyihiin nuqul aad u kooban.

Sida ay u shaqeyso

Tan iyo maanta waxaa jira matoorro badan oo shaqeynaya qaybtaan, xaalad kasta oo shaqsi ah warshadda hydrogen waxay ku shaqeyn doontaa iyada oo loo eegayo mabda 'u gaar ah. Tixgeli sida hal wax ka beddel u shaqeeyo oo beddeli kara mashiinka gubashada gudaha ee caadiga ah.

Mashiinka noocaas ah, unugyada shidaalka ayaa hubaal ahaan loo isticmaali doonaa. Iyagu waa nooc ka mid ah koronto-dhaliyeyaal dhaqaajiya fal-celinta korantada. Qalabka dhexdiisa, haydarojiin ayaa oksijiin leh, natiijada falcelintuna waa sii deynta korantada, uumiga biyaha iyo nitrogen. Kaarboon dioxide laguma sii daayo rakibaaddaas oo kale.

Gawaarida ku saleysan cutubka la midka ah waa isla gaariga korontada, kaliya batteriga ku jira ayaa aad uga yar. Unugga shidaalku wuxuu soo saaraa tamar ku filan oo uu ku shaqeeyo dhammaan nidaamka gawaarida. Digniinta kaliya ayaa ah laga bilaabo bilawga howsha ilaa jiilka tamarta, waxay qaadan kartaa ilaa 2 daqiiqo. Laakiin soosaarka ugu badan ee rakibidda ayaa bilaabmaya ka dib markii nidaamku kululaado, kaas oo qaadanaya rubuc saacad ah illaa 60 daqiiqo.

Markaa in warshadda korontada ku shaqeysaa si aan micno lahayn, isla markaana aan loo baahnayn in la sii diyaariyo gaadiidka safarka ka hor, batteri caadi ah ayaa lagu rakibay. Inta aad gaariga wadid, dib ayaa looga soo ceshay soo-kabashada darteed, waxaana si gaar ah loogu baahan yahay bilowga baabuur.

Baabuurka noocan oo kale ah waxaa lagu qalabeeyaa dhululubo ka kooban mugyo kala duwan, kaas oo lagu shubo hydrogen. Waxay kuxirantahay qaabka wadista, cabirka gaariga iyo awooda rakibida korantada, hal kiilo oo gaas ah ayaa kufilan kara 100 kilomitir oo safar ah.

Noocyada mashiinka Hydrogen-ka

In kasta oo ay jiraan wax ka beddello dhowr ah matoorada haydarojiin, haddana dhammaantood waxay u kala baxaan laba nooc:

• Nooca unugga oo leh unug shidaal;
• Mashiinka gubida gudaha oo wax laga badalay, loona habeeyay inuu ka shaqeeyo hydrogen.

Aynu tixgelinno nooc kasta si gooni ah: waa maxay astaamahoodu.

Warshadaha tamarta ee ku saleysan unugyada shidaalka haydarojiin

Unugga shidaalku wuxuu ku saleysan yahay mabda'a batteriga, kaas oo hawsha elektrooniga ay ka dhacdo. Farqiga kaliya ee u dhexeeya analogga hydrogen waa waxtarkiisa sare (mararka qaarkood, in ka badan boqolkiiba 45).

Unugga shidaalka waa qol keliya oo labo walxood la dhigo: cathode iyo anode. Labada koronto waa platinum (ama palladium) dahaarka leh. Xuub ayaa ku yaal dhexdooda. Waxay u kala qaybisaa daloolka laba qol. Ogsijiin ayaa la siiyaa daloolka leh cathode, iyo hydrogen ayaa la siiyaa tan labaad.

Natiijo ahaan, fal-celin kiimikaad ayaa dhacda, natiijadeeduna tahay isku-darka oksijiin iyo moleculeyaasha hydrogen-ka oo lagu sii daayo koronto. Saamaynta dhinaca ee hawshu waa biyo iyo nitrogen la soo daayay. Qalabka elektaroonigga ee shidaalka waxay ku xiran yihiin wareegga korantada gaariga, oo ay ku jiraan matoorka korontada.

Aaladda Hydrogen-ka ee gubida gudaha

Xaaladdan oo kale, in kasta oo mashiinka loo yaqaanno hydrogen, haddana wuxuu leeyahay qaab isku mid ah sida caadiga ah ICE. Waxa kaliya ee ay ku kala duwan yihiin ayaa ah in aysan gubin shidaal ama propane, laakiin ay tahay haydarojiin. Haddii aad ka buuxisid dhululubo haydarojiin ah, markaa hal dhibaato ayaa jirta - gaaskani wuxuu yareynayaa waxtarka unugga caadiga ah illaa 60 boqolkiiba.

Waa kuwan dhibaatooyinka kale ee yar ee u beddelashada hydrogen iyada oo aan kor loo qaadin mishiinka:

• Marka HTS la cadaadiyo, gaaska wuxuu geli doonaa falcelin kiimikaad birta ay ka sameysan tahay qolka gubashada iyo bistoolada, inta badanna tani waxay ku dhici kartaa saliidda mishiinka. Sababtaas awgeed, xarun kale ayaa laga sameeyay qolka gubashada, taas oo aan ku kala duwanayn awood gaar ah oo ay si fiican ugu gubto;
• Nusqaamaha qolka ololku waa inuu noqdaa mid hagaagsan. Haddii meel ka mid ah nidaamka shidaalku leeyahay ugu yaraan daadashada ugu yar, gaasku si fudud ayuu u shidaa marka lala xiriiro walxaha kulul.

Injineerka Hufnaanta Honda

Sababahan awgood, waxaa waxtar badan leh in hydrogen loo isticmaalo shidaal ahaan matoorrada wareega (waa maxay astaantoodu, akhri halkan). Meelaha qaadashada iyo qiiqa unugyada noocan oo kale ah waxay ku yaalliin midba midka kale, marka gaaska barta laga soo galo ma kululaanayo. Noqo sida ay noqon karto, inta matoorrada la casriyeeyay si looga gudbo dhibaatooyinka isticmaalka shidaalka ka raqiisan ee deegaanka u habboon.

Muddo intee le'eg ayuu shaqeynayaa unugyada shidaalka?

Adduunka oo dhan maanta, gawaarida noocan oo kale ah waa kuwo aad dhif u ah, welina kuma jiraan taxanaha, way adag tahay in la sheego ilaha ilaha tamartaani leedahay. Xirfadlayaashu weli wax khibrad ah uma lahan arintan.

Waxa kaliya ee la dhihi karo waa sida ku cad bayaannada wakiillada Toyota, unugga shidaalka ee wax soo saarkooda Mirai wuxuu awood u leeyahay inuu si aan kala go 'lahayn u dhaliyo tamar ilaa 250 kun oo kilomitir. Dhacdadan muhiimka ah ka dib, waxaad u baahan tahay inaad la socoto waxtarka aaladda. Haddii wax -qabadkiisu si muuqata hoos u dhacay, unugga shidaalka waxaa lagu beddelaa xarun adeeg oo idman. Run, qofku waa inuu filan karaa in shirkaddu qaadan doonto qaddar habboon oo loogu talagalay nidaamkan.

Shirkadehee ayaa haddaba samaynaya ama samayn doona baabuurta haydarojiin ah?

Shirkado badan ayaa ku hawlan horumarinta cutub awood koronto u leh deegaanka. Waa kuwan noocyada gawaarida, ee xafiiska naqshadeynta oo ay horeyba u jireen xulashooyin shaqeynaya, oo diyaar u ah inay galaan taxane:

• Mercedes-Benz waa GLC F-Cell crossover, bilowga iibinta kaas oo lagu dhawaaqay 2018, laakiin illaa iyo hadda dhowr shirkadood iyo wasaaradaha Jarmalka ayaa helay. Nooca nooc ka mid ah cagafyada unugyada shidaalka shidaalka, GenH2, ayaa goor dhow la soo saaray;
• Hyundai - Nooca Nexo oo la soo bandhigay laba sano ka hor;
• BMW waa nooc ka mid ah hydrogen Hydrogen 7, kaas oo laga sii daayay khadka shirarka. Dufcaddii 100 nuqul ayaa ku hadhay heer tijaabo ah, laakiin tani mar hore waa wax.

Baabuurta keydka ee laga iibsan karo Ameerika iyo Yurub waxaa ka mid ah moodooyinka Mirai iyo Clarity ee Toyota iyo Honda, siday u kala horreeyaan. Shirkadaha intiisa kale, horumarkani wali wuxuu kujiraa nooca sawirka, ama nooc aan shaqeynayn.

toyota mirai

Caddaynta Honda

Waa imisa qiimaha gaariga ku shaqeeya hydrogen?

Qiimaha gaariga hydrogen waa mid hagaagsan. Sababta tan ayaa ah biraha qaaliga ah ee qayb ka ah korantada unugyada shidaalka (palladium ama platinum). Sidoo kale, gaari casri ah waxaa lagu qalabeeyaa nidaamyo amni oo aan tiro lahayn iyo xasilinta hawlgalka aaladaha korantada, oo sidoo kale u baahan ilaha maadiga ah.

In kasta oo dayactirka gaariga noocan oo kale ah (illaa unugyada shidaalka laga beddelayo) aysan aad uga qaalisaneyn gaariga caadiga ah ee jiilalka ugu dambeeya. Waxaa jira dalal kafaala qaada soosaarka haydrojiin, laakiin xitaa iyadoo tan la adeegsanayo, waa inaad celcelis ahaan bixisaa 11 kiilo iyo bar doolar halkii kiilo oo gaas ah. Waxay kuxirantahay nooca injiinka, tani waxay kugu filnaan kartaa masaafo dhan boqol kilomitir.

Maxay gawaarida hydrogen uga fiican yihiin gawaarida korantada?

Haddii aan qaadanno warshad haydrojiin ah oo ay ku jiraan unugyo shidaal, markaa gaariga noocan oo kale ah wuxuu la mid noqonayaa gaariga korontada ku shaqeeya ee aan ku baran jirnay inaan ku aragno waddooyinka. Waxa kaliya ee ay ku kala duwan yihiin ayaa ah in gaariga korontada ku shaqeeya laga qaado shabakadda ama boosteejada saldhigga gaaska. Gaadiidka Haydarojiinta lafteeda ayaa koronto u dhalisa nafteeda.

Marka la eego qiimaha gawaarida noocan oo kale ah, way ka qaalisan yihiin. Tusaale ahaan, tusaalooyinka salka Tesla waxay ka kici doonaan $ 45 kun. Analogues Hydrogen ka Japan waxaa laga iibsan karaa 57 kun oo unug. Dhanka kale Bavaria waxay gawaaridooda ku iibiyaan shidaalka "cagaaran" qiimahiisu waa $ 50.

Haddii aan tixgelinno ficil ahaanta, way fududahay in gaariga lagu buuxiyo gaas (waxay qaadan doontaa ilaa shan daqiiqo) intii aad sugi lahayd nus saac (iyadoo si dhakhso ah loogu soo dallacayo, oo aan loo oggolayn dhammaan noocyada baytariyada) ee dhigashada gawaarida. Tani waa kudarka dhirta haydrogenka.

Mid kale oo lagu daray ayaa ah in unugyada shidaalka aysan si gaar ah ugu baahnayn dayactir, noloshooda shaqaduna ay aad u ballaaran tahay. Baabuurta korontada ku shaqeeya, baytarigooda weyn wuxuu u baahan doonaa badal shan sano gudahood sababo la xiriira xaqiiqda ah inay leedahay wareegyo badan oo lacag-bixin ah. Xilliga qabowga, baytariga ku jira gawaarida korontada ku shaqeeya waxaa si dhakhso leh looga soo daayaa xagaaga. Laakiin curiyaha ku jira falcelinta oksaydhinta hydrogen-ka ayaan ka cabsanayn tan oo si deggan ayuu u soo saaraa koronto.

Waa maxay rajooyinka gawaarida hydrogen goormaase lagu arki doonaa wadada?

Yurub iyo Mareykanka, gaariga hydrogen-ka horeyba waa loo heli karaa. Si kastaba ha noqotee, wali waxay ku jiraan qaybta xiisaha. Maantana waxaa jira rajo yar.

Sababta ugu weyn ee gaadiidka noocan ah aan dhaqso u buuxin doonin waddooyinka waddamada oo dhan ayaa ah la'aanta wax soo saar. Marka hore, waxaa lagama maarmaan ah in la dhiso wax soo saarka hydrogen. Intaa waxaa dheer, waa lagama maarmaan in la gaaro heer noocaas ah, marka lagu daro saaxiibtinimada deegaanka, sidoo kale waa shidaal ay heli karaan inta badan darawallada. Soo saarista gaaskaan ka sokow, waxaa lagama maarmaan ah in la abaabulo gaadiidkiisa (in kasta oo tan aad si badbaado leh ugu isticmaali karto jidadka waaweyn ee ay ku socdaan methane-ka), iyo sidoo kale qalabaynta saldhigyo badan oo wax lagu buuxiyo oo leh xarumo ku habboon.

Marka labaad, baabuurley kasta waa inuu si dhab ah u casriyeeyaa khadadka wax soo saarka, oo u baahan maalgashi aad u tiro badan. Dhaqaalaha aan xasilloonayn ee ay ugu wacan tahay faafidda cudur faafa oo adduunka ah, in yar ayaa qatartaas oo kale qaadan doonta.

Haddii aad eegto xawaaraha horumarka ee gaadiidka korontada, geeddi-socodka caan-bixinta ayaa si dhakhso leh u dhacday. Si kastaba ha noqotee, sababta caan ka noqoshada baabuurta korontada ku shaqeeya waa awoodda lagu badbaadin karo shidaalka. Tanina badanaa waa sababta ugu horreysa ee loo iibsado, mana ahan danta deegaanka. Marka laga hadlayo hydrogen, suurtagal noqon mayso in lacag la badbaadiyo (ugu yaraan hadda), maxaa yeelay tamar badan ayaa lagu bixiyaa wax soo saarkeeda.

Faa'iidooyinka iyo faa'iido darrada ugu weyn ee matoorrada haydarojiin

Marka, aan soo koobno. Faa'iidooyinka matoorrada shidaalka-shidaalka leh waxaa ka mid ah arrimaha soo socda:

• Qiiqa deegaanka u nugul;
• Hawlgalka xasilloon ee qaybta korantada (jaridda korantada);
• Xaaladda isticmaalka unugga shidaalka, dayactirka joogtada ah looma baahna;
• Shidaal deg deg ah;
• Marka loo barbardhigo baabuurta korontada ku shaqeeya, nidaamka riixitaanka iyo isha tamarta waxay si xasilooni leh uga shaqeeyaan xitaa heerkulka qabow.

In kasta oo horumarka aan loogu yeedhi karin mid ugub ah, hase yeeshe, haddana waxay leedahay cillado badan oo soo jiita celcelis ahaan wadaha baabuurta inuu si taxaddar leh u eego. Waa kuwan qaar ka mid ah:

• Si haydarojiinku u shito, waa inuu ku jiraa xaalad gaas ah. Tani waxay abuureysaa dhibaatooyin qaarkood. Tusaale ahaan, kombaresarada qaali ah oo qaali ah ayaa looga baahan yahay inuu cadaadiyo gaasaska fudud. Waxaa sidoo kale dhibaato ka taagan keydinta saxda ah iyo rarka shidaalka, maadaama ay tahay mid aad u ololi kara;
• Badeecada, oo lagu rakibi doono gaariga, waxay u baahan doontaa in marmar la hubiyo. Tan awgeed, darawalku wuxuu u baahan doonaa inuu booqdo xarun gaar ah, tanina waa kharash dheeri ah;
• Gawaarida hydrogen-ka, batari weyn looma isticmaalo, si kastaba ha noqotee, rakibida ayaa wali miisaankeedu sareeyo, taas oo si weyn u saameysa astaamaha firfircoon ee gaariga;
• Hydrogen - wuxuu shidaa dhimbiil yar, marka shil gaari noocaas ah waxaa la socda qarax culus. Maaddaama ay masuuliyad darrada qaar ee darawalada qaarkood ay u qabaan nabadgelyadooda iyo nolosha dadka kale ee wadada isticmaala, gawaarida noocan oo kale ah waa inaan weli lagu sii deynin waddooyinka

Iyadoo la tixgelinayo xiisaha aadanaha ee jawi nadiif ah, waxaa la filayaa in horumar laga gaari doono arrinta dhameystirka gaadiidka "cagaarka ah". Laakiin markay taasi dhacdo, kaliya waqtiga ayaa sheegi doona.

Dhanka kale, fiiri dib u eegista fiidiyowga ee Toyota Mirai:

Mustaqbalka hydrogen? Toyota Mirai - DIB U EEG FULL iyo Faahfaahinta | LiveFEED®

Su'aalaha iyo jawaabaha:

Waa maxay sababta matoorka hydrogen uu khatar u yahay? Inta lagu jiro gubashada isku dhafka hydrogen, matoorku wuu kululaadaa in ka badan inta lagu jiro gubashada shidaalka. Natiijo ahaan, waxaa jirta suurtogalnimo sare oo ah gubashada pistons, valves iyo culeyska xad-dhaafka ah ee cutubka.

Sidee baa baabuur hydrogen ah shidaal loogu shubaa? Baabuurka noocan oo kale ah waxaa lagu shiday hydrogen oo ku jira xaalad gaas ah (gaas dareere ah ama cadaadis leh). Si loo kaydiyo shidaalka, waxaa lagu cadaadiyaa 350-700 jawi, heerkulku wuxuu gaari karaa -259 darajo.

Sidee u shaqeeyaa matoorka gubashada gudaha ee hydrogen? Baabuurka waxaa ku rakiban nooc batari ah. Ogsajiinta iyo hydrogen waxay maraan taarikada gaarka ah. Natiijadu waa fal-celin kiimikaad ah oo la sii daayo uumiga biyaha iyo korontada.