Kā darbojas degvielas šūnu ūdeņraža automašīna?

Īsā atbilde

Kurināmā elementu ūdeņraža automašīna darbojas, apvienojot ūdeņradi ar skābekli procesā, kas ražo enerģiju. Interese par automašīnām, kuras darbina ar ūdeņraža kurināmā elementiem, pēdējos gados ir pieaugusi, jo degvielas šūnas ir efektīvākas un rada mazāk izplūdes gāzu emisiju nekā automašīnas, kuras darbina tradicionālie fosilā kurināmā dzinēji. Plaša kurināmā elementu ūdeņraža automobiļu izmantošana varētu arī potenciāli samazināt pasaules atkarību no fosilā kurināmā, piemēram, benzīna un dīzeļdegvielas, ja pastāvēs tehnoloģija un infrastruktūra, lai atbalstītu šo transportlīdzekļu plašu ražošanu, izplatīšanu un izmantošanu.

Lai gan automašīnu darbināšana ar degvielas elementiem ir salīdzinoši jauna ideja, pašas degvielas šūnas ir izmantotas gadu desmitiem. Bijusī Padomju Savienība un ASV izmantoja kurināmā elementu tehnoloģiju, lai nodrošinātu lielu daļu jaudas savu attiecīgo kosmosa programmu pilotētajiem kosmosa kuģiem no kosmosa laikmeta sākuma. Kosmosa inženieri atklāja, ka bateriju svars ierobežoja lietderīgās kravas daudzumu, ko varēja palaist kosmosā, kā arī ierobežoja iespējamo kosmosa misiju ilgumu. Kurināmā elementi joprojām nodrošina lielu daļu jaudas pilotējamiem kosmosa kuģiem.

Kurināmā šūna darbojas ļoti līdzīgi akumulatoram, jo tā ir slēgta šūna, kas ražo elektrību. Tāpat kā akumulatoram, degvielas elementu ūdeņraža automašīnas degvielas elementiem ir negatīva puse, kas pazīstama kā anode, un pozitīvā puse, kas pazīstama kā katods. Daudzās degvielas šūnās starp anodu un katodu ir iestiprināts slānis, kas pazīstams kā elektrolīts.

Ūdeņraža gāze ieplūst caur elementa anoda pusi un plūst caur katalizatoru, savukārt skābeklis iekļūst caur katodu. Kad ūdeņradis plūst cauri katalizatoram, katalizators atdala pozitīvos atomus, kas pazīstami kā protoni, un negatīvos atomus, kas pazīstami kā elektroni, ūdeņradi. Elektrolīta slānis darbojas kā barjera, kas caur to ļauj plūst tikai pozitīvi lādētiem ūdeņraža atomiem. Elektroniem tiek liegta iekļūšana elektrolīta slānī, un tie tiek novirzīti ap barjeru caur vadiem, kur tie rekombinēsies ar pozitīvi lādētiem atomiem, veidojot ūdeni.

Tā kā elektroni tiek virzīti caur vadu, tas rada elektrisko strāvu, radot enerģiju. Kurināmā elementa ūdeņraža automašīnā transportlīdzekļa motoru darbina elektrība, ko ražo elektroni, kas plūst caur ķēdi. Kamēr pastāv ūdeņraža gāzes padeve, degvielas šūnu ūdeņraža automašīnas dzinējs turpinās ražot jaudu. Ūdens ir vienīgais blakusprodukts, kas rodas degvielas šūnu ūdeņraža automašīnas darbības rezultātā, padarot to par videi draudzīgāku un ilgtspējīgāku alternatīvu uz naftas bāzes ražotu degvielu izmantošanai transportlīdzekļos.

Īsā atbilde

Saistītie jautājumi