Kandungan artikel:
- Sedikit sejarah
- Keistimewaan enjin hidrogen
- Kebaikan dan keburukan utama motor hidrogen
- Kereta paling popular dengan enjin pembakaran dalaman hidrogen
"Hidrogen adalah bahan bakar masa depan" - dengan pesan inilah hidrogen ICE diperkenalkan ke industri pengangkutan dan penerbangan.
Bukan kebetulan bahawa hidrogen menduduki posisi terdepan di antara semua sumber tenaga alternatif yang lain - ia semestinya mesra alam, mempunyai sumber yang boleh diperbaharui, dan juga mempunyai kecekapan tertinggi dibandingkan dengan enjin klasik yang beroperasi pada petrol dan diesel.
Namun, selain kelebihan yang tidak dapat dinafikan, mesin hidrogen juga memiliki sejumlah kekurangan, yang belum memungkinkan menjadikannya besar dan sepenuhnya menggantikan enjin petrol dan diesel "berbahaya".
Sedikit sejarah
Kemanusiaan mula memikirkan keperluan untuk memelihara alam sekitar baru-baru ini, tetapi para saintis mula memikirkan untuk mengganti mesin pembakaran dalaman konvensional lebih awal.
Oleh itu, dari tangan saintis François Isaac de Rivaz, yang berasal dari Perancis, mesin hidrogen pertama dihasilkan pada tahun 1806. Pada tahun 1841, Britain menerima perjanjian paten pertama untuk pembuatan mesin hidrogen, dan pada tahun 1852 saintis Jerman mampu membuat enjin pembakaran dalaman. beroperasi pada campuran udara-hidrogen.
Namun, rancangan untuk memperkenalkan mesin hidrogen digagalkan oleh mesin petrol, yang menjadi semakin meluas setelah tahun 1870.
Mereka mengingat hidrogen sebagai bahan bakar alternatif lagi hanya pada tahun 1941 di Leningrad yang dikepung. Kemudian juruteknik Soviet B. Shelishch menggunakan "koktel" hidrogen udara untuk melancarkan belon.
Kemudian hidrogen dilupakan lagi, sehingga krisis bahan bakar di seluruh dunia mengetuk pintu pada tahun 1970-an. Pada akhir 70-an, pembuat kereta BMW mengeluarkan kereta pertamanya yang beroperasi dengan hidrogen, dan kemudian syarikat lain mengikuti contohnya, termasuk American General Motors dan Ford, Honda Jepun dan lain-lain.
Walaupun begitu, setelah krisis mereda, minat terhadap hidrogen sebagai sumber tenaga semakin pudar. Dan sekarang, beberapa dekad kemudian, umat manusia kembali mengingat keberadaannya, yang difasilitasi bukan hanya oleh pengaktifan ahli lingkungan, tetapi juga oleh kenaikan harga bahan bakar.
Keistimewaan enjin hidrogen
Secara struktural, enjin hidrogen tidak jauh berbeza dengan enjin pembakaran dalaman standard. Ia juga mengandungi piston, ruang pembakaran dan mekanisme batang-engkol penghubung. Jadi apa bezanya?
Faktanya ialah enjin hidrogen menggunakan kaedah yang berbeza untuk membekalkan campuran bahan bakar dan pembakarannya yang seterusnya. Di samping itu, pembakaran hidrogen memerlukan lebih sedikit masa berbanding dengan bahan bakar berasaskan petroleum. Perbezaannya tidak signifikan, dan pada pandangan pertama, nampaknya tidak sukar untuk menukar ICE konvensional menjadi hidrogen, tetapi ini tidak begitu.
Beberapa masalah menggunakan mesin hidrogen:
- Hidrogen sukar diperoleh. Bukan rahsia lagi bahawa ia terkandung di dalam air dan dianggap sebagai unsur kimia yang paling meluas di dunia, walaupun praktiknya tidak diwakili dalam bentuk murni. Ini bermaksud bahawa kereta mesti dilengkapi dengan pemasangan jenis tertutup khas - elektrolisis, yang bertanggungjawab untuk membelah air dan membolehkan hidrogen dihasilkan. Walau bagaimanapun, dalam praktiknya, pemasangan seperti itu sukar dibuat, yang sangat mempengaruhi kos akhirnya.
- Kerana suhu mampatan yang tinggi, hidrogen mudah bertindak balas dengan pelbagai unsur logam loji janakuasa dan juga dengan minyak enjin.
- Bahkan kebocoran hidrogen yang sedikit apabila bersentuhan dengan manifold yang dipanaskan akan menyebabkan kebakaran. Itulah sebabnya hari ini, ketika membuat motor hidrogen, hanya loji kuasa putar yang digunakan, kerana ia mengurangkan risiko kebakaran kerana jarak yang lebih besar antara manifold pengambilan dan ekzos.
Walaupun begitu, kebanyakan masalah telah diselesaikan sejauh ini, tidak hanya pada pemasangan putar, tetapi juga pada mesin yang menggunakan mekanisme omboh, yang memungkinkan hidrogen tetap menjadi pengganti petrol / diesel yang paling menjanjikan.
Kebaikan dan keburukan utama motor hidrogen
Kelebihan utama enjin hidrogen mempunyai:
- tahap keramahan alam sekitar yang tinggi, kerana wap air adalah hasil pembakarannya. Semasa hidrogen terbakar, minyak enjin juga terbakar, namun jumlah ekzos toksik beberapa kali lebih sedikit daripada ketika petrol atau bahan bakar "berat" dibakar;
- kecekapan tinggi, yang beberapa kali lebih tinggi daripada loji janakuasa klasik yang beroperasi dengan diesel atau petrol;
- kesederhanaan struktur relatif, serta ketiadaan sistem bekalan bahan bakar yang mahal dan tidak boleh dipercayai, yang juga berbahaya;
- tidak bersuara.
Walaupun terdapat banyak kelebihan, motor hidrogen mempunyai kekurangan yang mencukupi:
- harga tinggi dan kerumitan mendapatkan hidrogen tulen;
- infrastruktur stesen minyak yang belum dibangunkan yang mampu mengisi minyak dengan hidrogen;
- kekurangan piawaian antarabangsa untuk pengangkutan dan penggunaan bahan bakar hidrogen;
- kos komponen bahan bakar dan penyelenggaraan enjin hidrogen yang tinggi;
- kesukaran yang berkaitan dengan penyimpanan bahan bakar hidrogen. Para saintis masih belum menemui penyebut umum mengenai bahan yang mesti digunakan dalam pembuatan tangki untuk menyimpan hidrogen yang mudah terbakar;
- peningkatan jumlah jisim kereta kerana adanya enjin hidrogen, yang terasa lebih berat daripada enjin petrol dan diesel yang kini meluas.
Sebagai tambahan, silinder hidrogen mesti diperiksa dan diperakui secara berkala, yang hanya dapat dilakukan oleh juruteknik yang bertauliah dan berlesen.
Kereta paling popular dengan enjin pembakaran dalaman hidrogen
Dalam foto: Riversimple Rasa
Walaupun para saintis terus-menerus berteka-teki mengenai masalah semasa yang berkaitan dengan penggunaan motor hidrogen, jumlah kereta bakar hidrogen terus bertambah. Kereta berkuasa hidrogen yang paling terkenal adalah:
- Toyota Mirai FCV - kereta ini pertama kali dilancarkan pada tahun 2013, tetapi mula dijual pada tahun 2015 sahaja. Silinder yang terdapat di dalamnya menyediakan "jarak" sekitar 500 km.
- BMW 750hL, versi konsep yang ditunjukkan pada tahun 2000. Kereta ini dilengkapi dengan tangki hidrogen khas, cadangannya mencukupi untuk menempuh jarak 300 km.
- Honda Clarity adalah kereta lain yang menggunakan hidrogen dan bukannya bahan bakar klasik. Kelebihan utama model ini adalah penampilannya yang menakjubkan dan mengagumkan, berdasarkan standard kereta hidrogen, rizab kuasa 589 km.
- The Riversimple Rasa adalah sebuah kereta hidrogen kecil yang berasal dari UK. Ciri utamanya ialah beratnya yang rendah (lebih dari 500 kg) dan rizab kuasa yang mengagumkan - sekitar 500 km.
Sebagai tambahan, pengeluar terus mempersembahkan kereta konsep hidrogen, termasuk Audi H-tron Quattro, hidrogen Mercedes GLC, trak Nikola One dari Nikola Motor, supercar H2 Speed dari rumah reka bentuk Pininfarina dan banyak lagi.
Kesimpulannya
Walaupun terdapat beberapa kekurangan, hidrogen dapat menjadi sumber tenaga bersih yang paling menjanjikan selama 30-40 tahun akan datang. Kita hanya perlu mencari kaedah yang berkesan untuk menghasilkan hidrogen dan mengembangkan infrastruktur untuk penyampaiannya kepada pengguna akhir, dan kemudian umat manusia akan melupakan bukan sahaja tentang bahan bakar, tetapi juga mengenai krisis alam sekitar.
