ریپورتر
9th October 2009, 11:08 AM
سیستم نوین ذخیره سازی هیدروژن در خودروهای پیل سوختی
پیل سوختی وسیله‌ایی است كه انرژی سوخت‌هایی مانند هیدروژن ، متان، متانول و هیدرو‌كربنهای دیگر را مستقیماً به انرژی الكتریكی تبدیل میكند.اخیراً هم كاربرد آنها در خودرو رواج یافته است . خودروهای پیل سوختی علاوه بر اینكه دارای راندمان بالاتری نسبت به اتومبیل‌های معمولی‌اند در كاهش آلودگی نیز تأثیر بسزایی دارند.
سوخت اصلی این خودروها هیدروژن میباشد. برای به دست آوردن هیدروژن می‌توان از انواع سوخت های اصلی مایع كه در دسترس قرار دارند استفاده كرد كه این امر مستلزم یك سری عملیات پردازش بر روی سوخت اولیه است تا در طی آن هیدروژن آن را استخراج كرد، این كار را می توان در ایستگاه سوخت گیری انجام داد و هیدروژن خالص را به مخزن اتومبیل انتقال داد و یا این كه با قرار دادن یك پردازشگر سوخت بر روی اتومبیل،این عمل در خودرو انجام شود.
توان پیل سوختی از اجتماع سلول‌های پیل تشكیل شده است،در طی سالهای اخیر توده‌های مختلفی با توان‌های گوناگون ساخته شده‌اند،برای بهینه كردن كارایی توده پیل سوختی بایستی كه گازهای واكنش‌‌‌‌‌‌گر ورودی دارای دما و فشار كنترل شده و معینی باشد و همچنین باید به میزان معینی این گازها را مرطوب كرد كه این كارها توسط سیستم‌های خاصی اجراء میشود.
از میان تكنولوژی‌‌های مطرح به عنوان zev به خودروهایی اطلاق میشود كه هیچ‌گونه آلودگی هوا را موجب نمی شود. امروزه در همه محافل علمی به تكنولوژی پیل سوختی به عنوان مهم‌ترین جانشین موتورهای احتراق داخلی نگریسته میشود. بازده این پیل‌ها به علت دوری جستن از چرخه‌كار‌نو بالا میباشد.
این خودرو با یك سیستم سوخت رسانی كار میكند كه از بسیاری از جهات بهتر از خودروهای بنزینی كنونی است.
با این سیستم سوخت‌گیری منحصر به فرد برد خودروی TM به 480 KM می‌رسدكه از برد تمام خودروهای پیل سوختی كه تا كنون ارائه شده است، بیشتر میباشد.
در خودروی الكتریكی هیبرید ، چون از قدرت موتور احتراقی به صورت قدرت صرفاً مكانیكی یا ذخیره آن به صورت انرژی الكتریكی استفاده می‌گردد، قابلیت استفاده از سوخت‌های جایگزین را دارد،همچنین hev (hybrid electric vehicle)ها از ذخیره كردن انرژی هنگام ترمز كردن استفاده می‌كنند كه به حداقل رساندن اتلاف انرژی در هنگام حركت نقش بسزایی ایفا میكند.
برخی از خودروهای هیبریدی از نوع (multiple hybrid methane) می‌‌باشند.
این خودرو به موتوری با تزریق متان از چند ورودی به داخل اتاق احتراق به همراه یك موتور برقی و گیربكس پیشرفته مجهز گردیده است.كه موجب كاهش مصرف سوخت و كاهش آلایندگی میشود. حركت بر اساس سیستم برقی(با كمك باطری )با برد 80 كیلومتر درحالی كه موتور احتراق داخلی فقط جهت شارژ باطری‌ها فعال می‌گردد و بعد از شارژ باطری‌ها خاموش میشود در این حالت خودرو میتواند به برد 550 كیلو متر دست یابد و انتشار آلایندگی نا‌‌‌‌چیزی را موجب میشود. این خودروها به زودی در در اروپا در دو مدل كه یكی مدل موتور دیزلی و دیگری مدل موتور هیبریدی با موتور برقی و بنزینی در دسترس خواهد بود.مدل هیبریدی با امكان مصرف دو نوع سوخت از دو مخزن مجزا و سیستم سوخت رسانی متفاوت كار میكند.راننده میتواند بین بنزین و متان گزینش كند و در زمان استارت زدن در هوای سرد یا زمانی كه تمامی متان مصرف شد ،خودرو به صورت خود‌كار سیستم بنزین را انتخاب میكند. در طراحی سیلندرهای گاز در كف خودرو بدون كاهش فضای كابین خودرو و یا قسمت بار جا سازی شده است.
استفاده از هیدریدهای فلزی
بعضی از فلزات مانند سدیم،منیزیم،پالادیم،تیتان یوم،كلسیم،پلاتین،كبالت و وانادیوم سیستم‌های آلیاژهای دو تایی،سه‌‌تایی و چند‌‌تایی از آنها قابلیت جذب هیدروژن به مقدار دو تا هفت درصد وزنی از خود نشان می‌‌دهند با توجه به دانسیته بالای اكسید فلزات فوق مقدار هیدروژن ذخیره شده در یك حجم كوچك از آنها قابل ملاحظه میباشد. كه این روش داردی راندمان حجمی بالاتری است نسبت به ذخیره سیستم هیدروژن خالص به صورت مایع یا گاز فشرده است.
اين روش از مزايای زيادی برخوردار است كه در اين‌جا به مواردی از آن اشاره می‌كنيم.
1ـ عملكرد در فشار و دمای محیط
2ـ ظرفیت حجمی بالا
3ـ راندمان بالای ذخیره سازی
4ـ خلوص بالای هیدروژن آزاد شده
5ـ نگهداری آسان
6-عدم آلودگی‌هوا
7ـ راندمان سوخت بالا، این راندمان حدوداً 25 درصد تا 65 درصد است یك خودروی پیل سوختی معادل یا كمتر از سه لیتر بنزین در هر صد كیلومتر مصرف می كند
8ـ طول عمر بالا
9ـ قابل رقابت از جنبه‌های قیمت و هزینه‌‌ها
9ـ آلودگی صوتی ناچیز
10ـ كاهش مصرف سوخت و استفاده از منابع تجدید پذیر جهت تولید
11ـ عدم وجود قطعات و قسمت های متحرك و در نتیجه صرفه جویی در مصرف انرژی .
منبع:www.motorha.com
پیل سوختی وسیله‌ایی است كه انرژی سوخت‌هایی مانند هیدروژن ، متان، متانول و هیدرو‌كربنهای دیگر را مستقیماً به انرژی الكتریكی تبدیل میكند.اخیراً هم كاربرد آنها در خودرو رواج یافته است . خودروهای پیل سوختی علاوه بر اینكه دارای راندمان بالاتری نسبت به اتومبیل‌های معمولی‌اند در كاهش آلودگی نیز تأثیر بسزایی دارند.
سوخت اصلی این خودروها هیدروژن میباشد. برای به دست آوردن هیدروژن می‌توان از انواع سوخت های اصلی مایع كه در دسترس قرار دارند استفاده كرد كه این امر مستلزم یك سری عملیات پردازش بر روی سوخت اولیه است تا در طی آن هیدروژن آن را استخراج كرد، این كار را می توان در ایستگاه سوخت گیری انجام داد و هیدروژن خالص را به مخزن اتومبیل انتقال داد و یا این كه با قرار دادن یك پردازشگر سوخت بر روی اتومبیل،این عمل در خودرو انجام شود.
توان پیل سوختی از اجتماع سلول‌های پیل تشكیل شده است،در طی سالهای اخیر توده‌های مختلفی با توان‌های گوناگون ساخته شده‌اند،برای بهینه كردن كارایی توده پیل سوختی بایستی كه گازهای واكنش‌‌‌‌‌‌گر ورودی دارای دما و فشار كنترل شده و معینی باشد و همچنین باید به میزان معینی این گازها را مرطوب كرد كه این كارها توسط سیستم‌های خاصی اجراء میشود.
از میان تكنولوژی‌‌های مطرح به عنوان zev به خودروهایی اطلاق میشود كه هیچ‌گونه آلودگی هوا را موجب نمی شود. امروزه در همه محافل علمی به تكنولوژی پیل سوختی به عنوان مهم‌ترین جانشین موتورهای احتراق داخلی نگریسته میشود. بازده این پیل‌ها به علت دوری جستن از چرخه‌كار‌نو بالا میباشد.
این خودرو با یك سیستم سوخت رسانی كار میكند كه از بسیاری از جهات بهتر از خودروهای بنزینی كنونی است.
با این سیستم سوخت‌گیری منحصر به فرد برد خودروی TM به 480 KM می‌رسدكه از برد تمام خودروهای پیل سوختی كه تا كنون ارائه شده است، بیشتر میباشد.
در خودروی الكتریكی هیبرید ، چون از قدرت موتور احتراقی به صورت قدرت صرفاً مكانیكی یا ذخیره آن به صورت انرژی الكتریكی استفاده می‌گردد، قابلیت استفاده از سوخت‌های جایگزین را دارد،همچنین hev (hybrid electric vehicle)ها از ذخیره كردن انرژی هنگام ترمز كردن استفاده می‌كنند كه به حداقل رساندن اتلاف انرژی در هنگام حركت نقش بسزایی ایفا میكند.
برخی از خودروهای هیبریدی از نوع (multiple hybrid methane) می‌‌باشند.
این خودرو به موتوری با تزریق متان از چند ورودی به داخل اتاق احتراق به همراه یك موتور برقی و گیربكس پیشرفته مجهز گردیده است.كه موجب كاهش مصرف سوخت و كاهش آلایندگی میشود. حركت بر اساس سیستم برقی(با كمك باطری )با برد 80 كیلومتر درحالی كه موتور احتراق داخلی فقط جهت شارژ باطری‌ها فعال می‌گردد و بعد از شارژ باطری‌ها خاموش میشود در این حالت خودرو میتواند به برد 550 كیلو متر دست یابد و انتشار آلایندگی نا‌‌‌‌چیزی را موجب میشود. این خودروها به زودی در در اروپا در دو مدل كه یكی مدل موتور دیزلی و دیگری مدل موتور هیبریدی با موتور برقی و بنزینی در دسترس خواهد بود.مدل هیبریدی با امكان مصرف دو نوع سوخت از دو مخزن مجزا و سیستم سوخت رسانی متفاوت كار میكند.راننده میتواند بین بنزین و متان گزینش كند و در زمان استارت زدن در هوای سرد یا زمانی كه تمامی متان مصرف شد ،خودرو به صورت خود‌كار سیستم بنزین را انتخاب میكند. در طراحی سیلندرهای گاز در كف خودرو بدون كاهش فضای كابین خودرو و یا قسمت بار جا سازی شده است.
استفاده از هیدریدهای فلزی
بعضی از فلزات مانند سدیم،منیزیم،پالادیم،تیتان یوم،كلسیم،پلاتین،كبالت و وانادیوم سیستم‌های آلیاژهای دو تایی،سه‌‌تایی و چند‌‌تایی از آنها قابلیت جذب هیدروژن به مقدار دو تا هفت درصد وزنی از خود نشان می‌‌دهند با توجه به دانسیته بالای اكسید فلزات فوق مقدار هیدروژن ذخیره شده در یك حجم كوچك از آنها قابل ملاحظه میباشد. كه این روش داردی راندمان حجمی بالاتری است نسبت به ذخیره سیستم هیدروژن خالص به صورت مایع یا گاز فشرده است.
اين روش از مزايای زيادی برخوردار است كه در اين‌جا به مواردی از آن اشاره می‌كنيم.
1ـ عملكرد در فشار و دمای محیط
2ـ ظرفیت حجمی بالا
3ـ راندمان بالای ذخیره سازی
4ـ خلوص بالای هیدروژن آزاد شده
5ـ نگهداری آسان
6-عدم آلودگی‌هوا
7ـ راندمان سوخت بالا، این راندمان حدوداً 25 درصد تا 65 درصد است یك خودروی پیل سوختی معادل یا كمتر از سه لیتر بنزین در هر صد كیلومتر مصرف می كند
8ـ طول عمر بالا
9ـ قابل رقابت از جنبه‌های قیمت و هزینه‌‌ها
9ـ آلودگی صوتی ناچیز
10ـ كاهش مصرف سوخت و استفاده از منابع تجدید پذیر جهت تولید
11ـ عدم وجود قطعات و قسمت های متحرك و در نتیجه صرفه جویی در مصرف انرژی .
منبع:www.motorha.com