• Monday June 17,2019

Future Tech

Anonim


FCHV-4 napędzany ogniwami paliwowymi Toyoty szybko przyspiesza dzięki zastosowaniu konwencjonalnej baterii.

Podobnie jak zautomatyzowane lokaje i dobrze smakujące mleko sojowe, samochody napędzane ogniwami paliwowymi wydają się znajdować tuż nad horyzontem. W dzisiejszych czasach, ekologicznie świadomy kierowca może wejść do dealera Toyoty lub Hondy i wykorzystać wydajną hybrydę benzynowo-elektryczną, ale omega-punkt ekologicznej jazdy - pozbawiony zanieczyszczeń wodorowy pojazd z ogniwami paliwowymi - jest tak nieuchwytny, że można się zastanawiać, czy kiedykolwiek staną się namacalne. Dlaczego mielibyśmy wierzyć, że te rzeczy są przyszłością, jeśli nie możemy ich teraz wykończyć?
Pytanie jest szczególnie kuszące, jeśli, tak jak ja, jesteś zarówno ekologiem, jak i pracownikiem przekładni. Więc moje serce skoczyło w upalne popołudnie w czerwcu zeszłego roku, kiedy udało mi się przejechać nie jednym, ale trzema pojazdami z wodorowymi ogniwami paliwowymi na torze testowym poza Waszyngtonem. Oni istnieją. Idą. Niektóre mają nawet klimatyzację.
Najpierw małe tło. Ogniwo paliwowe łączy w sobie wodór ze zbiornika i tlen z powietrza w celu wytwarzania energii elektrycznej, przy czym jedynym produktem ubocznym jest woda i gorące powietrze. Producenci samochodów, rządy i ekolodzy lubią tę technologię, ponieważ nie emituje ona żadnych zanieczyszczeń w miejscu użytkowania, a ponieważ wodór nie zostałby wyczerpany i nie może być zmonopolizowany przez żaden kraj. Wodór jest najobficiej występującym pierwiastkiem we wszechświecie; stanowi dwie trzecie oceanu.
Każdy znaczący producent samochodów na świecie gorączkowo bada ogniwa paliwowe. Pierwsze produkcyjne pojazdy do użytku flotowego mają pojawić się pod koniec tego roku, a wersje konsumenckie pojawią się około 2008 roku. W Stanach Zjednoczonych nie ma jeszcze publicznych stacji do napełniania wodorem, ale konsensusem wśród producentów samochodów jest to, że dobre samochody z zachętami rządowymi wkrótce doprowadzi do stworzenia skromnej infrastruktury paliwowej. Ta infrastruktura będzie z kolei prowadzić więcej samochodów, które będą hodować więcej stacji benzynowych, aż wodoru odsunie benzynę na bok.
Ale nic takiego się nie stanie, jeśli samochody z ogniwami paliwowymi są gorsze od ich konwencjonalnych odpowiedników i dlatego byłem pierwszy w kolejce w Centrum Badawczym Turner-Fairbank w McLean w Wirginii na popołudniowe "Jazda i jazda. " "Wydarzenie, będące częścią Kongresu Samochodów Future 2002 sponsorowanego przez Departament Energii i Amerykańską Radę ds. Badań Motoryzacyjnych, przyciągnęło około 50 reporterów, inżynierów i urzędników państwowych. Przed nami paradował szeroki wachlarz futurystycznych samochodów, w tym zaawansowane hybrydy gazowo-elektryczne, diesle wysokociśnieniowe z wtryskiem paliwa i sportowe samochody użytkowe zasilane bateriami.
Podczas gdy inni zwracali uwagę na uprzejme komentarze, wyraźnie słychać było wokół trzech pojazdów napędzanych wodorowymi ogniwami paliwowymi, dwóch japońskich i jednego amerykańskiego. Kiedy to trio po raz pierwszy pojawiło się na torze, wyglądały konwencjonalnie, z wyjątkiem jednego szczegółowego szczegółu: rury wydechowej. Pochyliłem się, by obejrzeć Ford Focus FCV. Zamiast gorącej rury wydechowej pompującej szkodliwe opary, zobaczyłem małą kratkę w tylnym zderzaku, z której na asfalt spływał strużka czystej wody. Teraz ta rewolucja.
Podczas moich jazd próbnych zauważyłem, że japońskie pojazdy z ogniwami paliwowymi reagują na polecenia, są praktycznie bezgłośne i po prostu dobrze się bawią. Zaskakująco oba były hybrydami. Oprócz ogniwa paliwowego, włączyły one dodatkowe źródło zasilania, aby pomóc przy przyspieszaniu i wznoszeniu się. "Hybrydyzacja między ogniwem paliwowym a baterią ma sens" powiedział inżynier Toyoty Justin Ward, gdy zbliżaliśmy się do obszernego FCHV-4 w jego firmie, zmodyfikowanej wersji SUVa Highlandera. "Ogniwo paliwowe lubi biegać ze stałym obciążeniem, więc kiedy wciskasz pedał, naprawdę pomaga naładować baterię, " powiedział Ward. Opierając się na doświadczeniach z benzynowo-elektrycznego Priusa, Toyota włożyła do tego pojazdu dokładnie taką samą baterię niklowo-wodorkową. Hamowanie regeneracyjne samochodu także odzyskało energię, która w przeciwnym razie zostałaby utracona w postaci ciepła. Przyspieszenie było energiczne, a miękki odgłos z 80-kilowatowego, 107-konnego silnika elektrycznego, stworzonego dla cywilizowanego wrażenia z jazdy. Z prędkością maksymalną 93 mil na godzinę samochód wydawał się gotowy na amerykańską autostradę.

Powyżej: Spojrzenie w bagażniku pokazuje, że technologia ogniw paliwowych jest wciąż na etapie niemowlęcym. Niezręczny zbiornik do przechowywania wodoru w P2000 Forda nigdy nie byłby do zaakceptowania w samochodzie produkcyjnym. Poniżej: Największą zaletą tej technologii jest jej czystość: Jedynym "wydechem" jest woda, która powstaje, gdy wodór łączy się z tlenem z powietrza.


"Japonia bardzo poważnie traktuje ogniwa paliwowe " powiedział Ward. "W Tokio są już dwie stacje paliw wodorowych, niedługo będzie ich pięć, a rząd stoi za technologią. " Tak jak Toyota. Firma produkuje ogniwa paliwowe na miejscu, w przeciwieństwie do praktycznie wszystkich innych producentów samochodów. Zaleta jest jasna: inżynierowie Toyoty zdołali zapchać cały zespół ogniw paliwowych pod maską, podczas gdy inni producenci wykorzystują dziwne sztuczki, takie jak podniesienie podłogi samochodu na kilka cali. "Naprawdę walczyliśmy o umieszczenie komórek w podłodze " powiedział Ward. "Podnosi stopy pasażera i sprawia, że ​​siedzenie jest mniej wygodne. "
Honda hybrydowe ogniwo paliwowe, FCX-V4, było równie wyrafinowane: jego jazda była prawie nie do odróżnienia od konwencjonalnej Hondy Civic. "Unikalną cechą naszej technologii jest użycie ultra-kondensatora zamiast baterii do wspomagania ogniwa paliwowego ", powiedział inżynier Hondy, Steve Mathison. Kondensator przechowuje energię elektryczną w fizycznej postaci - na parze metalowych płyt, które gromadzą ładunki dodatnie i ujemne - zamiast w postaci chemicznej, jak to robią baterie. Kondensatory mogą szybciej pobierać i rozładowywać napięcie niż akumulatory, ale przechowują mniej energii na stopę sześcienną. Teoretycznie, Honda powinna przyspieszyć tak samo lub nawet szybciej niż Toyota, ale rzeczywista różnica, jeśli w ogóle, była trudna do wykrycia.
Moja ostatnia pora ogniw paliwowych tego dnia była w Ford's Focus i była to najmniej satysfakcjonująca podróż. Zaciekawiłam wspomnienia z 1966 Volkswagena Microbusa, którego miałem w college'u. "Przyspieszenie nie jest naprawdę zgryźliwe ", przyznał Anthony Eggert, kierownik biura paliwowego Forda w West Sacramento w Kalifornii. W obronie Forda Eggert zwrócił uwagę, że ten samochód był wczesnym prototypem napędzanym wyłącznie ogniwem paliwowym, a kolejne wcielenie Forda będzie kolejną hybrydą. "Cała branża idzie drogą hybrydową ", powiedział.
Oprócz braku stacji paliw największą przeszkodą dla samochodów z wodorowymi ogniwami paliwowymi jest zasięg. Większość współczesnych pojazdów napędzanych ogniwami paliwowymi ma jedno lub więcej aluminiowych zbiorników owiniętych węglem, wypełnionych gazowym wodorem w ilości od 3600 do 5 000 funtów na cal kwadratowy. Nawet przy tych ciśnieniach, zbiorniki utrzymują tylko tyle wodoru, by pokonać około 180 mil. Badania sugerują, że nie jest to wystarczające, aby zadowolić wielu amerykańskich kierowców, i dlatego, powiedział Mathison, "wiele dyskusji trwało do 10 000 psi."
Ale to rodzi pytanie: czy rodzic piłki nożnej obejmie dzieciaki w samochodzie pełnym super-wysokociśnieniowych czołgów pełnych łatwopalnego wodoru? Ward podkreślił, że czołgi są ekstremalnie wytrzymałe: "Zrzuciliśmy je z dźwigów 100 stóp na ziemię i nic się nie dzieje .. W wypadku, nie przekłuwają, po prostu się przesuwają. " Jeśli wypadek jest Wystarczająco słabe, by zatrzasnąć przewody zasilające, wiele wyłączeń powinno kopać czujniki inercyjne, czujniki strat mocy i czujniki gazów otoczenia są zaprojektowane, aby zacisnąć wszelki wyciek gazu, aby zapobiec pożarowi.
Mimo to pozostaje problem percepcji. "Zrozumienie przez przeciętnego człowieka ogniw paliwowych nie jest wspaniałe ", powiedział Joe Irvin, menedżer ds. Komunikacji w California Fuel Cell Partnership. "Kiedy podasz ludziom specyfikę, podoba im się ta koncepcja, ale niezmiennie martwią się o bezpieczeństwo, a Hindenburg pojawia się. " Takie obawy mogą zostać złagodzone przez ostatnie badania, które sugerują palną skórę Hindenburga - nie wybuchowy tendencje jego paliwa wodorowego - spowodowały, że sterowiec rozpalił się w 1937 roku (patrz "The Hindenburg Revisited " w Discover, listopad 2001, str. 55). A ponieważ samochody napędzane ogniwami paliwowymi zbliżają się do dealerów, spodziewaj się, że usłyszysz mnóstwo o względnych zagrożeniach związanych z przewożeniem benzyny w zbiorniku.
Nadal nie jestem pewien, czy publiczność go kupi. Ale zostawiłem dzień na torze przekonany, że samochody napędzane ogniwami wodorowymi są prawdziwe i - w przeciwieństwie do mleka sojowego - kusząco bliskie smacznemu.


Aby uzyskać więcej informacji, odwiedź stronę internetową California Fuel Cell Partnership (www.fuelcellpartnership.org) i "The Hydrogen and Fuel Cell Letter " (www.hfcletter.com).


Ciekawe Artykuły

Republikanie wciąż są stroną bogatych

Republikanie wciąż są stroną bogatych

Zauważam, że Roger L. Simon ma niedoinformowany post, The Party of the Rich, w którym mówi: Kiedy byłem dzieckiem, zakładaliśmy, że Republikanie są partią bogatych. To było dane - wszyscy ci plutokradzi z szoferami przemierzającymi ich między penthouse'em w Sutton Place i weekendowym manse w Southampton. Oczywiście

Narodziny klastra z plamami słonecznymi

Narodziny klastra z plamami słonecznymi

Czy kiedykolwiek chciałeś zobaczyć, jak tworzą się plamy i zmieniają się w miarę ich wzrostu? Ludzie pracujący z satelitą SDO NASA właśnie wydali to niesamowite wideo z uroczymi młodymi. Niewiele się dzieje, aż do około 18 sekund, a potem wiele się dzieje. To jest takie wściekłe. W przeciągu dwóch tygodni (połowa obrotu Słońca) można je zobaczyć, ciemnieć i rosnąć, a nawet obracać, gdy zmieniają się złożone pola magnetyczne Słońca. i najmądrzejszą częścią jest skrót

Naukowcy rozwijają pierwszą skonstruowaną cewkę moczową, stworzoną z komórek pacjenta

Naukowcy rozwijają pierwszą skonstruowaną cewkę moczową, stworzoną z komórek pacjenta

W społeczeństwie, w którym poszukiwanie pigułek jest odpowiedzią na wiele dolegliwości medycznych, szczególnie dysfunkcyjne lub uszkodzone narządy są szczególnie frustrujące - zwykle są poza zasięgiem znanych leków. Terapia oparta na komórkach nie jest jednak lekiem: przy pomocy komórek pacjentów eksperci medyczni z powodzeniem przeszczepili pierwsze cewki moczowe opracowane na nowo. Historia zaczyn

Armageddon opóźniony o co najmniej sto lat ... tym razem

Armageddon opóźniony o co najmniej sto lat ... tym razem

Jak wygląda jedna na dziesięć milionów szans na apokalipsę? Cóż, kiedyś wyglądało to tak: To jest asteroid 2005 YU55, obiekt bliski Ziemi (lub NEO), który również jest PHA, lub potencjalnie niebezpieczną asteroidą. Ma orbitę, która przecina Ziemię, co oznacza, że ​​pewnego dnia może nas uderzyć. Teraz zanim wpadniesz w

Erupcja Eyjafjallajökull nadal sieje spustoszenie w całej Europie

Erupcja Eyjafjallajökull nadal sieje spustoszenie w całej Europie

Pył popiołu z erupcji Eyjafjallajökull w 2010 roku. Stwierdzenie, że erupcja Eyjafjallajökull stała się najważniejszą wiadomością o wulkanach w tym roku, byłoby niedopowiedzeniem. Na każdym ważnym stanowisku medialnym można znaleźć relację "od ściany do ściany", analizując wszystko od wpływu popiołu na odrzutowce, przez efekt popiołu na ludzi, aż po przedwczesne komentarze na temat wpływu erupcji na klimat w potencjalnym miejscu w historii. tego wydarzenia. Erupcja

Brak koniecznych badań: wykonaj własną replikację!

Brak koniecznych badań: wykonaj własną replikację!

W odpowiedzi na poniższy post otrzymałem powyższą odpowiedź na Twitterze. To interesujący przypadek. Link do artykułu z 2000 roku, polimorfizmy insercji Alu w Afryce Północnej i na Półwyspie Iberyjskim: dowody na silne granice genetyczne w Cieśninie Gibraltarskiej: Analizy 11 polimorfizmów insercji Alu (ACE, TPA25, PV92, APO, FXIIIB, D1, A25, B65, HS2.43, HS3.23 i