Makinat me hidrogjen janë e ardhmja e industrisë së automobilave. Si funksionojnë makinat me hidrogjen si Toyota Mirai dhe BMW X5?

Makinat me hidrogjen ende nuk zënë një pozicion të fortë në treg. Pak prodhues vendosin të fokusohen tërësisht në zhvillimin e kësaj teknologjie. Puna është ende kryesisht për motorët elektrikë dhe motorët me djegie të brendshme ose hibride më pak ndotës. Pavarësisht konkurrencës së madhe, makinat me hidrogjen janë një kuriozitet. Çfarë ia vlen të dihet rreth tyre?

Si funksionon energjia e hidrogjenit?

Avantazhi më i madh i automjeteve me hidrogjen është mirëdashësia e tyre mjedisore. Këtu vlen të theksohet se për t'i përcaktuar ato në këtë mënyrë, është e nevojshme të respektohen parimet e mbrojtjes së mjedisit edhe në procesin e prodhimit. 

Makinat me hidrogjen funksionojnë në atë mënyrë që prodhojnë energjinë elektrike të nevojshme për të lëvizur automjetin. Kjo është e mundur falë qelizave të instaluara të karburantit me një rezervuar hidrogjeni që gjeneron energji elektrike. Bateria elektrike vepron si një tampon. Prania e tij në të gjithë sistemin e motorit të automjetit është e nevojshme, për shembull, gjatë përshpejtimit. Ai gjithashtu mund të thithë dhe ruajë energji kinetike gjatë frenimit. 

Procesi që ndodh në një motor hidrogjeni 

Vlen gjithashtu të zbulohet se çfarë ndodh saktësisht në motorin e hidrogjenit të vetë automjetit. Qeliza e karburantit prodhon energji elektrike nga hidrogjeni. Kjo është për shkak të elektrolizës së kundërt. Vetë reagimi është se hidrogjeni dhe oksigjeni në ajër ndërveprojnë për të formuar ujë. Kjo gjeneron nxehtësi dhe energji elektrike për të drejtuar motorin elektrik.

Qelizat e karburantit në makinat me hidrogjen

Qelizat e karburantit PEM përdoren në automjetet me hidrogjen. Është një membranë elektrolitike polimer që ndan hidrogjenin dhe oksigjenin që rrethojnë anodën dhe katodën. Membrana është e përshkueshme vetëm nga jonet e hidrogjenit. Në të njëjtën kohë, në anodë, molekulat e hidrogjenit ndahen në jone dhe elektrone. Jonet e hidrogjenit më pas kalojnë përmes EMF në katodë, ku kombinohen me oksigjenin atmosferik. Kështu, ata krijojnë ujë.

Nga ana tjetër, elektronet e hidrogjenit nuk mund të kalojnë nëpër EMF. Prandaj, ato kalojnë nëpër tela që lidh anodën dhe katodën. Në këtë mënyrë gjenerohet energji elektrike, e cila ngarkon baterinë tërheqëse dhe drejton motorin elektrik të makinës.

Çfarë është hidrogjeni?

Konsiderohet si elementi më i thjeshtë, më i vjetër dhe në të njëjtën kohë elementi më i zakonshëm në të gjithë universin. Hidrogjeni nuk ka ngjyrë apo erë specifike. Zakonisht është i gaztë dhe më i lehtë se ajri. Në natyrë, ajo ndodh vetëm në një formë të lidhur, për shembull, në ujë.

Hidrogjeni si lëndë djegëse - si përftohet?

Elementi H2 fitohet në procesin e elektrolizës. Kjo kërkon rrymë të drejtpërdrejtë dhe një elektrolit. Falë tyre, uji ndahet në përbërës të veçantë - hidrogjen dhe oksigjen. Vetë oksigjeni formohet në anodë, dhe hidrogjeni në katodë. H2 është shpesh një nënprodukt i proceseve kimike, sintezës së gazit natyror ose rafinimit të naftës së papërpunuar. Një pjesë e konsiderueshme e kërkesës për hidrogjen plotësohet nga burimet e rinovueshme të energjisë.

Hidrogjeni nga burimet e rinovueshme - cilat lëndë të para bëjnë pjesë në këtë grup?

Vlen të sqarohet se cilat materiale specifike mund të quhen lëndë të para të rinovueshme. Që automjetet me hidrogjen dhe qeliza të karburantit të jenë të qëndrueshme, karburanti duhet të vijë nga burime të tilla si:

• fotovoltaikë;
• Energjia e erës;
• energjia e ujit;
• energji diellore;
• energjia gjeotermale;
• biomasa.

Makina me hidrogjen – Toyota Mirai

Toyota Mirai 2022, si dhe 2021, është një nga modelet më të zgjedhura nga klientët. Mirai ka një distancë deri në 555 km dhe një motor elektrik 134 kW i vendosur në pjesën e pasme të makinës. Energjia gjenerohet nga qelizat e karburantit në bord të vendosura nën kapakun e përparmë të automjetit. Hidrogjeni përdoret si energji primare dhe ruhet në rezervuarë në të ashtuquajturin tunel kardan nën sediljet e pasme. Rezervuarët mbajnë 5,6 kg hidrogjen në 700 bar. Dizajni i Toyota Mirai është gjithashtu një avantazh - dizajni i makinës nuk është futuristik, por klasik.

Mirai përshpejton në 100 km/h për 9,2 sekonda dhe ka një shpejtësi maksimale prej 175 km/h.. Toyota Mirai jep fuqi të qëndrueshme dhe i përgjigjet shumë mirë lëvizjeve të shoferit - si në përshpejtimin ashtu edhe në frenimin.

Hidrogjen BMW X5 - një makinë që ia vlen t'i kushtohet vëmendje

Linja e automjeteve me hidrogjen përfshin gjithashtu SUV. Një prej tyre është BMW X5 Hydrogen. Modeli në dizajnin e tij nuk ndryshon nga homologët e tij të furrës nga e njëjta seri. Vetëm panelet e dritës ose dizajni i buzëve mund të ndryshojnë, por këto nuk janë mospërputhje të dukshme. Produkti i markës bavareze ka dy rezervuarë të aftë për të ruajtur deri në 6 kg gaz, si dhe qeliza karburanti me një kapacitet deri në 170 kf. Është interesante se BMW ka bashkuar forcat me Toyota-n. Modeli X5 me fuqi hidrogjeni është zhvilluar duke përdorur të njëjtën teknologji si makinat e prodhuesit aziatik Hydrogen NEXT. 

A janë makinat me hidrogjen vërtet jeshile?

Avantazhi kryesor i makinave me hidrogjen është se ato janë miqësore me mjedisin. Megjithatë, nëse kjo është në të vërtetë rasti varet kryesisht nga mënyra se si prodhohet hidrogjeni. Në një kohë kur mënyra kryesore e marrjes së karburantit është prodhimi me gaz natyror, energjia elektrike, e cila në vetvete është mjedisore dhe pa emisione, nuk redukton të gjithë ndotjen që ndodh gjatë prodhimit të hidrogjenit. Edhe pas përdorimit të zgjatur të makinës. Një makinë me hidrogjen mund të quhet plotësisht e gjelbër nëse energjia e nevojshme për ta drejtuar atë vjen tërësisht nga burime të rinovueshme. Në të njëjtën kohë, automjeti është plotësisht i sigurt për mjedisin. 

Makina me hidrogjen - përmbledhje

Automjetet elektrike kanë një gamë gjithnjë në rritje dhe janë gjithashtu shumë argëtuese për t'u drejtuar. Megjithatë, furnizimi me karburant i automjeteve elektrike mund të jetë një sfidë. Makinat me një lëvizje të tillë do të provojnë veten e tyre në mënyrë të shkëlqyeshme në afërsi të qyteteve të mëdha, siç është Varshava.Në vendin tonë ka ende pak stacione për mbushjen e hidrogjenit, por kjo duhet të ndryshojë deri në vitin 2030, kur numri i stacioneve do të rritet në më shumë se 100, sipas Orlenit.