Kā Toyota būs pirmā ar degvielas šūnu automašīnu

Toyota saka, ka tā ir panākusi vairākus sasniegumus ūdeņraža degvielas elementu jomā, padarot tos ievērojami lētākus, un ļaus uzņēmumam pārdot automašīnu, izmantojot zema piesārņojuma tehnoloģiju 2015. gadā — vairākus gadus pirms konkurentiem.

Ūdeņraža koncepcija : Toyota plāno izstādīt šo jauno ūdeņraža degvielas šūnu konceptauto Tokijas autoizstādē.

Automašīna būs dārga: no 50 000 līdz 100 000 USD. Bet tas ir liels uzlabojums salīdzinājumā ar eksperimentālo degvielas šūnu transportlīdzekļu miljonu dolāru izmaksām iepriekšējos gados.

Toyota šomēnes izstādē parādīs automašīnas konceptuālo versiju ar degvielas šūnu, nevis dzinēju. Tokijas autoizstāde . Lai gan konceptauto ārēji varētu neatgādināt galīgo automobili, ir vērts apskatīt degvielas šūnu sistēmu iekšpusē, jo tā, visticamāk, būs līdzīga sērijveida versijai. Toyota saka, ka degvielas šūnu sistēma ir mazāka un izmanto daudz mazāk dārgas sastāvdaļas — platīna — nekā iepriekšējās versijās.

Tāpat kā akumulators, degvielas šūna ražo elektrību. Bet atšķirībā no akumulatora to baro ūdeņraža tvertne. Kurināmā elementa iekšpusē platīns kalpo kā katalizators, kas veicina reakcijas starp ūdeņradi un skābekli, ražojot elektrību, kas darbina automašīnu, un ūdens tvaikus, kas izplūst no izplūdes caurules. Un, lai gan elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru uzlāde var aizņemt stundas, ūdeņraža tvertni var uzpildīt aptuveni tik ilgi, cik nepieciešams, lai uzpildītu parasto gāzes tvertni.

Tomēr šī priekšrocība pagaidām ir ierobežota, jo nav daudz vietu, kur uzpildīt ūdeņraža transportlīdzekli. Citi autoražotāji, tostarp General Motors, plāno pārdot degvielas elementu transportlīdzekļus, sākot no aptuveni 2020. gada, kad izmaksas, visticamāk, būs vēl vairāk samazinājušās un kad varētu būt vairāk vietu, kur uzpildīt degvielu. Vairākas valdības finansē ūdeņraža degvielas uzpildes stacijas.

Lai gan joprojām pastāv izaicinājumi, ražojot degvielas elementus lielapjoma transportlīdzekļiem, autoražotāji apgalvo, ka viņi galu galā varētu sasniegt arvien stingrākus degvielas ekonomijas un siltumnīcefekta gāzu regulējumus visā pasaulē, kā arī prasības, ko nosaka arvien lielāka daļa automašīnu. tie tiek pārdoti tādās vietās kā Kalifornija, kas neizdala piesārņojumu no izplūdes caurulēm. Degvielas šūnu transportlīdzekļi varētu būt pievilcīgāki nekā ar akumulatoru darbināmi transportlīdzekļi, jo papildus ātrākam degvielas uzpildīšanas laikam tiem parasti ir garāks braukšanas attālums (skatiet sadaļu Kāpēc Toyota un GM virza tirgū degvielas šūnu automašīnas un Ford, Daimler un Nissan Apņemties izmantot kurināmā elementus).

Kurināmā elementu transportlīdzekļi varētu arī ļaut patērētājiem izmantot lētas dabasgāzes priekšrocības tādās vietās kā ASV, jo dabasgāze ir lētākais ūdeņraža avots. Lai gan, ražojot ūdeņradi no dabasgāzes, izdalās oglekļa dioksīds, emisijas joprojām būtu aptuveni uz pusi mazākas nekā mūsdienās ar benzīnu darbināmām automašīnām.

Toyota ir ievērojami samazinājusi platīna daudzumu, kas nepieciešams kurināmā elementiem, un galu galā varētu samazināt daudzumu līdz līmenim, kas ir salīdzināms ar to, kas jau ir automašīnām to katalizatoros, saka: Džastins Vords , spēka piedziņas sistēmas vadības ģenerāldirektors Toyota tehniskajā centrā Gardenā, Kalifornijā. Degvielas šūnu transportlīdzekļiem nebūs nepieciešami katalizatori, jo tie neizdala piesārņotājus.

Toyota samazināja platīna daudzumu, pārveidojot katalizatoru, lai padarītu to efektīvāku (uzņēmums precīzi nepasaka, kā) un izstrādājot precīzu aprīkojumu katalizatora pielietošanai, lai nodrošinātu, ka tas netiek izšķiests. Pirms gadiem mēs burtiski ņēmām lāpstiņas un uzklājām platīnu, stāsta Vords.

Vēl viens iemesls, kāpēc sistēma ir lētāka, ir tas, ka tai ir nepieciešams mazāk degvielas elementu, kas jāsaliek kopā nekā iepriekšējiem konceptauto. Toyota daļēji to paveica, uzlabojot šūnas dizainu. Elektroenerģijas ražošanas reakcijas šūnā notiek pie diviem elektrodiem, kas atdalīti ar membrānu, kas ļauj ūdeņraža joniem pāriet no vienas šūnas puses uz otru. Toyota inženieri pārveidoja membrānu, lai ļautu protoniem brīvāk iziet cauri, kas palielina katras degvielas šūnas radīto jaudu.

Toyota paplašina automašīnu klāstu starp uzpildīšanas reizēm, aizņemoties tehnoloģiju no saviem hibrīdautomobiļiem. Degvielas šūnas, tāpat kā parastie dzinēji, ir visefektīvākās, ja tās darbojas ar vienmērīgu ātrumu, nevis strauji palielinot vai samazinot jaudu paātrinājuma un bremzēšanas laikā. Tāpēc Toyota pievieno ūdeņraža automašīnai akumulatoru, lai palielinātu jaudu paātrinājumam, samazinot degvielas elementa slodzi.

paslēpties