Zbavte sa auta na palivové články! Edison - domov generácie E.
Sú drahšie a menej výkonné ako elektronické autá a potrebujú trikrát viac elektriny. Batéria vyhrala. Na chémiu by sa mal používať vodík. Polemika od fyzika.
Nemecká vláda rozhodla o národnej vodíkovej stratégii. V nasledujúcich rokoch majú byť po celej krajine nainštalované tisíce čerpacích staníc na vodík, podporované budú vozidlá s pohonom na palivové články a vybudované zariadenia na výrobu vodíka. V rámci tejto „aktivácie trhu“ bol spustený program v hodnote sedem miliárd EUR, ktorý tiež hovorí o syntetických palivách pre spaľovacie motory a vývoji lepších systémov na skladovanie vodíka pre vozidlá. Nevyhnutné využitie vodíka v chemickom priemysle a vyhliadky na výrobu bezuhlíkovej ocele s vodíkom sú spomenuté iba okrajovo. Toto je technologicky úplne nereálna politika.
Píše sa rok 2020. Praktické elektromobily sa vyrábajú sériovo a ich problémy boli do značnej miery vyriešené. Kapacita batérií sa za 30 rokov strojnásobila a ich cena klesla za desať rokov takmer o 90 percent. Môžu sa nabíjať rýchlejšie a ich životnosť sa znásobila.
Produkcia článkov s kapacitou 50 kilowatthodín (kWh) je vraj u čínskeho výrobcu Contemporary Amperex Technology Ltd (CATL) možná za rovných 3 750 až 5 000 eur. Ďalšie zníženie na 2 500 eur by malo byť možné pre lítium-železo-fosfátové batérie. Boli vyvinuté aj alternatívy lítium-iónovej batérie.
V elektrolyzéroch sa voda pomocou elektriny štiepi na vodík a kyslík. V závislosti od procesu s účinnosťou medzi 60 a 85 percentami. Foto: DLR
Myšlienka vozidla s palivovými článkami vznikla vo svete, v ktorom boli batérie ťažké, drahé a závislé od obmedzených zdrojov, bolo možné nabíjať iba hodiny a v najlepšom prípade vydržali niekoľko stoviek nabíjacích cyklov. To už neplatí. Elektrické vozidlá s nabíjateľnými batériami poskytujú vysoko efektívny a čistý pohon, ktorý sa s technológiou palivových článkov sľubuje iba po celé desaťročia, za stále nižšie ceny. Táto technológia je myšlienkou 20. storočia, pre ktorú v 21. storočí existujú zreteľne lepšie alternatívy.
Vodík potrebuje trikrát viac energie
Toyota Mirai je najpredávanejšie auto na palivové články na svete - a je dobrým príkladom základných problémov, ktoré táto technológia predstavuje. Zdroj energie Mirai, vodík v nádrži, váži iba päť kilogramov. Kompletný zdroj energie však váži 200 kilogramov. Skladá sa z 87-kilogramovej a 200-litrovej nádrže z uhlíkových vlákien na skladovanie vodíka, 60-kilogramového systému palivových článkov a 22-kilovej batérie s obsahom niklu a hydridu niklu s akumulačnou kapacitou 1,6 kilowatthodiny (kWh). Toto je potrebné pri rekuperačnom brzdení. To všetko musí byť tiež chránené a nainštalované a zakotvené v tele.
Toyota Mirai bola prvým sériovo vyrábaným automobilom s palivovými článkami - a dodnes najpredávanejším. Foto: Toyota
75 kWh batéria Tesly 3 je naopak neoddeliteľnou súčasťou tela. S tuhým ochranným krytom váži okolo 500 kg, ale celkovo nie je Tesla o nič ťažšia ako Mirai. A dojazd oboch vozidiel je zhruba rovnaký: 500 kilometrov.
Každý týždeň podávame správy o prepojenom živote, obnoviteľných energiách a novej mobilite. Náš informačný bulletin stručne a informatívne sumarizuje najlepšie texty, obrázky a podklady - zaregistrujte sa tu nezáväzne:
Ďakujeme za prihlásenie
Nebolo by dobré, keby si oba systémy navzájom konkurovali. Okrem toho: Najdôležitejší aspekt, ktorý v prvom rade viedol hlavne k preorientovaniu smerom od spaľovacieho motora, je úplne zanedbaný: ekologická kompatibilita. Mali by sa brať do úvahy aj úplne nové technológie, ako sú solárne články pozdĺž všetkých ulíc, pokiaľ je to možné, so systémami na zber energie pomocou nadzemného vedenia, napr. Existuje testovacia dráha. prekrásna.
Všetky argumenty v článku sú prístupné každému, kto je primeraný a vecne informovaný. O to nepochopiteľnejšie sú vládne iniciatívy v Nemecku a Rakúsku týkajúce sa vodíka.
Významný príspevok, ktorý rád zdieľam na Facebooku!
Pred 5 rokmi by som s ich vyjadreniami súhlasil. 2020 už nie.
CATL LPF dosahuje 240 Wh/kg, a to hlavne kombináciou lepšej chémie batérií (napr. Zahrnutím kremíka do grafitových anód na zvýšenie kapacity bez rizika rozpadu silika), optimalizáciou článkov na vysokú kapacitu namiesto vysokého výkonu a -absorpcia, ako aj odklon od jednotlivých valcových buniek, čo môže ušetriť materiál a výrobné náklady.
Tento rok dodáva Faradion prvé batérie do Austrálie a budúci rok k výrobcovi nákladných vozidiel v Indii, kde sa stavia továreň rádovo GWh/rok.
https://www.pv-magazine-india.com/2020/04/23/uk-based-faradion-mulling-sodium-ion-battery-manufacturing-in-india/
Ako som o tom písal vo svojom článku, za posledné 4 roky sa toho udialo veľa. Mnoho vedcov prešlo z lítia na sodík po tom, čo medzi koncom 80. rokov a okolo roku 2012 neexistovali takmer žiadne vedecké publikácie o sodíkových iónových batériách, zároveň však začala určitá stagnácia lítium-iónových batérií. Mnoho ľudí veľmi rýchlo dosiahlo veľký pokrok a neustále pribúdajú ďalšie. Existujú nielen sľubné jednotlivé laboratórne vzorky, ktoré fungujú, ale aj rad vhodných výsledkov s najmenej 500 nabíjacími cyklami, z ktorých si teraz môžu výrobcovia vybrať (a urobiť), ktorá presná chémia článkov najlepšie vyhovuje ich požiadavkám na výrobu a výkon. Či už sú to nízke náklady na suroviny, relatívne vysoká hustota energie (v súčasnosti až okolo 160 Wh/kg) alebo vysoký výkon s kompromismi v hustote energie.
Veľmi dobre zhrnuté. Duesendanielova veta platí aj pre: „Pre mňa ako inžiniera sú tieto technické fakty už dlho jasné, aj keď nie sú opodstatnené tak podrobne, pretože zvyčajne mi stačí porovnanie celkovej efektívnosti.“ “
Výroky ako tie z THG by ste mali jednoducho ignorovať - čas čítania nestojí za to.
Komentár: „Sú drahšie a menej výkonné ako elektronické autá a potrebujú trikrát viac elektriny.“
Čo je to vodíkové vozidlo? W auto?
Údajne vyššej energetickej účinnosti energie batérie predchádza stopercentná výroba z obnoviteľných zdrojov energie. A aj potom sú významné veľkosti jadra ignorované.
Palivové články teda starnú a v dôsledku toho klesá ich účinnosť. Batérie našťastie asi nie.
Celkovo som čítal veľa „mohol, chcel by som“ ... Nie som vodíkový fanúšik, ale toto je nepodložené bitie. Smutné.
Dobrý deň, pán Hobbs, ide o názorový príspevok, ktorý má podnietiť diskusiu. Nie vedecké pojednanie.
Stanovisko by malo vychádzať aj z faktov ... nevyžaduje si to vedecké pojednanie. Nakoniec máte diskusiu; Moje argumenty už poznáte 😉
Citácia: „Údajne vyššia energetická účinnosť batérie je založená na stopercentnom využití energie z obnoviteľných zdrojov.“
To isté platí pre elektrinu, ktorá sa používa na výrobu vodíka, s tým rozdielom, že sa vyžaduje viac ako trojnásobok. Nerozumiem tomuto argumentu.
Citácia: „Palivové články starnú a v dôsledku toho klesá ich účinnosť. Batérie, našťastie, asi nie. ““
Procesy starnutia palivových článkov sú skutočne veľmi odlišné. Batérie strácajú kapacitu, pretože uvoľňujú iba asi 99,98% až 99,995% uloženého elektrického náboja v dôsledku nedokonalej kolumbijskej účinnosti (v dôsledku chemických procesov v bunke. Silnejšia horná vrstva, pomalé poškodenie katódy/anódy, rozklad Elektrolyty atď.) Skutočná účinnosť zostáva vždy rovnaká, iba po 1 000 - 4 000 úplných nabíjacích cykloch (v tomto príklade) sa stratí asi 20% nabíjacej kapacity. Starnutie tiež zvyšuje vnútorný odpor batérií, ale jeho účinnosť je zanedbateľná pre účinnosť celého systému, najmä v porovnaní so stratami pri výrobe a použití vodíka.
V prípade palivových článkov sa naopak membrána palivového článku rozkladá. Katalyzátor v ňom sa stáva neaktívnym v dôsledku chemických reakcií (tento účinok má najmä oxid uhoľnatý) alebo sa úplne uvoľňuje z membrány. Napätie dodávané bunkou klesá s rovnakou konverziou vodíka („spaľovanie“).
To v prvom rade znižuje elektrickú účinnosť, ale v dôsledku toho aj elektrický výkon pri rovnakom obrate vodíka, a tým aj pri rovnakom množstve vodíka v nádrži. Pretože účinnosť palivového článku závisí aj od dodaného výkonu v porovnaní s maximálnym výkonom (*) - a s vyšším výkonom klesá - je efekt v praxi riadenia ešte väčší, ako by naznačoval pokles napätia článku.
Zo skúseností je známe, že palivové články stratia po 2 000 prevádzkových hodinách asi 10% napätia. (Prevádzkové hodiny v normálnom jazdnom režime, ktorý sa zriedka odohráva pri plnom zaťažení.)
https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/73011.pdf
(*) Toto je fyzikálny jav, ktorý je spôsobený prevádzkovou teplotou pod bodom varu vody v palivovom článku. „Spálený“ vodík vytvára kvapalnú vodu na strane katódy palivového článku, čo teraz čiastočne bráni prístupu kyslíka k membráne palivového článku. Táto prekážka sa prejavuje poklesom napätia článku. Čím vyšší výkon, tým viac vody sa produkuje a tým viac klesá napätie článku. To tiež efektívne obmedzuje maximálny výkon tohto typu palivového článku, pretože od určitého bodu klesá napätie článku rýchlejšie, ako by to mohol kompenzovať vyšší prúdový tok s vyššou premenou vodíka.
Potrebujete zhruba 2,5 až 3-násobné množstvo elektrickej energie vo vodíkovom automobile, ak chcete mať rovnaký kilometrový výkon ako elektromobil na batérie. Bez ohľadu na to, či pochádza z uhoľnej elektrárne, z veterných turbín alebo z čohokoľvek iného. 3x toľko ... O tom to je ....
Ďakujeme za tento skutočne poučný a poučný prehľad BEV a FCEV v porovnaní. Pre mňa ako inžiniera sú tieto technické fakty už dlho jasné, aj keď nie sú tak podrobne opodstatnené, pretože mi väčšinou stačí porovnanie celkovej efektívnosti.
Bohužiaľ to nie je o fyzike, ale o mocenských hrách politiky a podnikania a nebolo by to prvýkrát, čo sa chudobnejší systém presadí proti záujmom širokej verejnosti v prospech veľmi malej, ale bohatej menšiny.
Je úžasné, čo sa z webu dá vyvrátiť z poloprávd, alebo bola otvorená veľká peňaženka na šírenie týchto sračiek. Aj keď veci opakujete znova a znova, už to nebude správne.
Je úžasné, z čoho som obvinený v odpovediach na tento článok bez toho, aby som o veci sám urobil nejaké podstatné vyhlásenie.
Môže vám vadiť, že som ako príklad porovnal vlastnosti dvoch skutočných automobilov. Výber sa uskutočnil jednoducho podľa kritéria, ktoré modely príslušnej technológie, ktoré existovali na trhu, sa predávali najčastejšie a okrem zdroja energie mali prevažne porovnateľné vlastnosti.
Z vašej strany by mi pripadalo niekoľko zaujímavých faktov, ktoré by dokazovali vaše tvrdenie o „spoločnom otáčaní“. Ale pravdepodobne toho ešte veľa nebude.