תאי דלק במכוניות נוסעים כבר רווחיים?
תוכן
עד לאחרונה, טכנולוגיית תאי הדלק הייתה זמינה רק ליישומים לא מסחריים. הוא שימש, למשל, בטיסות לחלל, והעלות העצומה של ייצור 1 קילוואט של אנרגיה כמעט ולא כללה את השימוש בו בקנה מידה גדול יותר. עם זאת, ההמצאה, שתוכננה על ידי וויליאם גרוב, מצאה בסופו של דבר יישום רחב. קרא על תאי מימן ותראה אם אתה יכול להרשות לעצמך מכונית עם חבילת כוח כזו!
מהו תא דלק?
זוהי קבוצה של שתי אלקטרודות (אנודה שלילית וקתודה חיובית) המופרדות על ידי קרום פולימרי. התאים חייבים לייצר חשמל מהדלק המסופק להם. חשוב לציין שבניגוד לתאי סוללה מסורתיים, אין צורך לספק להם חשמל מראש, ותא הדלק עצמו אינו מצריך טעינה. העניין הוא לספק לו דלק, שבמכשירים הנידונים מורכב ממימן וחמצן.
תאי דלק - עיצוב מערכת
רכבי תאי דלק דורשים מיכלי מימן. זה מהם כי אלמנט זה נכנס אלקטרודות, שם חשמל נוצר. המערכת מצוידת לרוב גם ביחידה מרכזית עם ממיר. הוא ממיר זרם ישר לזרם חילופין, שניתן להשתמש בו כדי להפעיל מנוע חשמלי. זה הוא הלב של המכונית, השואב את כוחה מהיחידות הנוכחיות.
תאי דלק ועיקרון הפעולה
כדי שתא דלק ייצור חשמל, יש צורך בתגובה כימית. לשם כך, מולקולות מימן וחמצן מהאטמוספרה מסופקות לאלקטרודות. המימן המופרש לאנודה הוא הגורם ליצירת אלקטרונים ופרוטונים. חמצן מהאטמוספירה נכנס לקתודה ומגיב עם אלקטרונים. קרום הפולימר החדיר למחצה מספק פרוטוני מימן חיוביים לקתודה. שם הם מתחברים עם אניונים של תחמוצות, וכתוצאה מכך נוצרים מים. מצד שני, האלקטרונים הנמצאים באנודה עוברים דרך המעגל החשמלי כדי לייצר חשמל.
תא דלק - יישום
מחוץ לתעשיית הרכב, לתא הדלק יש יישומים רבים. ניתן להשתמש בו כמקור חשמל במקומות ללא גישה חופשית לרשת החשמל. בנוסף, תאים מסוג זה פועלים היטב בצוללות או בתחנות חלל שבהן אין גישה לאוויר אטמוספרי. בנוסף, תאי דלק מניעים רובוטים ניידים, מכשירי חשמל ביתיים ומערכות חשמל חירום.
תאי דלק - יתרונות וחסרונות של טכנולוגיה
מהם היתרונות של תא דלק? הוא מספק אנרגיה נקייה ללא השפעה שלילית על הסביבה. התגובה מייצרת חשמל ומים (בדרך כלל בצורת קיטור). בנוסף, במצבי חירום, למשל, בעת פיצוץ או פתיחת מיכל, מימן, בשל המסה הקטנה שלו, בורח אנכית ונשרף בטור אש צר. תא הדלק בולט גם מבחינת יעילות כשהוא משיג תוצאות בטווח של 40-60%. זוהי רמה שאינה ניתנת להשגה עבור תאי בעירה, ובואו נזכור שעדיין ניתן לשפר את הפרמטרים הללו.
יסוד מימן וחסרונותיו
עכשיו כמה מילים על החסרונות של פתרון זה. מימן הוא היסוד הנפוץ ביותר בכדור הארץ, אך הוא יוצר תרכובות עם יסודות אחרים בקלות רבה. לא קל להשיגו בצורתו הטהורה ודורש תהליך טכנולוגי מיוחד. וזה (לפחות בינתיים) יקר מאוד. כשמדובר בתא דלק מימן, המחיר, למרבה הצער, אינו מעודד. אתה יכול לנסוע קילומטר אחד אפילו פי 1-5 יותר מאשר במקרה של מנוע חשמלי. הבעיה השנייה היא היעדר תשתית לתדלוק מימן.
רכבי תאי דלק - דוגמאות
אם כבר מדברים על מכוניות, הנה כמה דגמים שמריצים בהצלחה תאי דלק. אחד מרכבי תאי הדלק הפופולריים ביותר הוא טויוטה מיראי. מדובר במכונה עם מיכלים בנפח של יותר מ-140 ליטר. הוא מצויד בסוללות נוספות לאגירת אנרגיה במהלך נהיגה נינוחה. היצרן טוען שדגם זה של טויוטה יכול לנסוע 700 קילומטרים בתחנת דלק אחת. למיראי הספק של 182 כ"ס.
כלי רכב אחרים של תאי דלק הדרושים לייצור חשמל כוללים:
- לקסוס LF-FC;
- Honda FCX Clarity;
- ניסאן X-Trail FCV (רכב תאי דלק);
- טויוטה FCHV (רכב היברידי תאי דלק);
- תא דלק יונדאי ix35;
- אוטובוס חשמלי תאי דלק Ursus City Smile.
האם לתא המימן יש סיכוי להוכיח את עצמו בתעשיית הרכב? הטכנולוגיה לייצור חשמל מתאי דלק אינה חדשה. עם זאת, קשה להפוך אותו לפופולארי בקרב מכוניות נוסעים ללא תהליך טכנולוגי זול להשגת מימן טהור. גם אם רכבי תאי דלק יוצעו למכירה לציבור הרחב, הם עדיין עשויים לפגר במונחים של עלות-תועלת עבור הנהג הממוצע. לכן, נראה שרכב חשמלי מסורתי הוא עדיין האפשרות המעניינת ביותר.
