Zašto dvostruki vozila na vodikovo pogon postižu superiornu izdržljivost

U skladu s člankom 3. stavkom 2.

Ono što čini vodonik tako privlačnim za dvostrukih vozila je njegova gustoća energije. Kad pogledamo po težini, vodik sadrži oko 33,6 kWh po kilogramu. To je zapravo više od 120 puta bolje od onoga što litij-jonske baterije mogu ponuditi, koje su oko 0,25 do 0,3 kWh po kg. Zbog toga vozila na vodik mogu biti mnogo lakša i istovremeno preći dužinu. Sada, vodik ima nižu gustoću zapremine, ali inženjeri su pronašli načine zaobilaska ovog problema. Oni ga čuvaju pod vrlo visokim pritiskom, između 350 i 700 bara, unutar ovih zgodnih kompozitnih spremnika. S ovom postavkom, oni uspijevaju dobiti do 40 grama vodika po litru pohranjen. Vozači mogu očekivati više od 250 kilometara na jedno punjenje, nešto što električna vozila ne mogu nadmašiti bez dodatnih tona težine. Ova kombinacija dobre energije po težini i pametnih rješenja za skladištenje daje vodikovim biciklima pravu prednost kada je u pitanju prevoz ljudi kroz gradove bez nošenja teške baterije.

Brzina punjenja gorivom i vrijeme rada: <3 minuta u odnosu na 14 sata punjenja

Koliko brzo se nešto može napuniti gorivom čini svu razliku kada govorimo o tome što radi u stvarnom svijetu, a vodik definitivno ima prednost na ovom frontu. Skuter koji radi na vodiku može se puniti za manje od tri minute, što je skoro isto brzo kao punjenje rezervoara. Usporedi to s litij-jonskim baterijama koje trebaju između jednog i četiri sata da se potpuno napunite. Za tvrtke koje upravljaju velikim parkom vozila, ti brojevi znače velika poboljšanja u tome koliko zapravo mogu koristiti svoja vozila. Uzmimo za primjer usluge dostave vozači koji dnevno prelaze oko 420 kilometara gotovo nikad ne čekaju na napajanje. Oni se kreću između smjena bez da propuste ritam. Obični gradjani koji putuju također se manje stresiraju zbog toga što im je na pola puta nestao sok, ne gube više dragocjena sata priključeni na punjač negdje. Dok električna vozila vezuju ljude za određene rasporede punjenja, vodik im jednostavno omogućuje da se vraćaju u akciju gotovo odmah, što objašnjava zašto je postao tako popularan među uslugama gdje je vrijeme najvažnije.

Skuterovi na vodik u stvarnom svijetu

Ispitivanja urbanog mobilnosti: Honda Clarity Fuel Cell Scooter i HySE-1 podaci iz Tokija

Vodik-skuterovi testirani na prometnim ulicama Tokija, uključujući modele Honda (Clarity Fuel Cell) i HySE-1, uspjeli su na jednom spremniku preći oko 250 do 300 kilometara čak i kada su se suočavali s stalnim zaustavljanjima, brdima i promjenama vremenskih uvjeta. Napuni ih na testnim stanicama traje samo oko tri minute, što je veliki plus u usporedbi s električnim vozilima kojima je potrebno nekoliko sati za punjenje. Ono što se najviše ističe je kako ovi skuterovi nastave dobro raditi nakon višestrukih početaka i zaustavljanja, i kroz različite ekstremne temperature previše nešto što baterije jednostavno ne mogu nositi bez gubitka snage tijekom vremena. Pogledajte sve ove podatke i jasno vidite zašto bi tehnologija vodika mogla tako dobro funkcionirati za usluge kojima su vozila potrebna stalno tijekom dana, kao što su taksi flote ili operacije isporuke. Svaki dodatni minut koji provede čekanje na gorivo znači gubitak novca za operatere na ovom brzom tržištu.

Logistička validacija: DHL Hamburg pilot - 420 km/dan s gotovo nultim vremenskim zastojima za punjenje goriva

Pilot u Hamburgu koji je vodio DHL pokazao je prilično uvjerljive rezultate na tržištu. Njihovi skuterovi na vodik su uspjeli preći oko 420 kilometara svaki dan na tim posljednjim isporukama, a trebali su samo jednu zaustavljanje za gorivo u podne. Ovi mali strojevi su pobjedili svoje rivale na baterije gotovo tri puta kada je riječ o broju staza koje su mogli završiti u danu. Skuteri su ostali na cesti 98% vremena, dok su slični vozila s baterijama uspjela samo 74%. Električni modeli obično nose manje tereta jer im trebaju veće baterije da bi otišli dalje, ali vodikovni skuterovi zadržavaju punu nosivost bez obzira na to koliko su daleko putovali. Nakon što smo vidjeli ove testove, jasno je zašto vodik ima takvu prednost u dugotrajnim logističkim operacijama gdje su punjačke stanice rijetke, upravljanje toplinom je teško, a nošenje dovoljno baterija troši prostor koji bi inače bio korišten za stvarnu robu.

Inženjering dugotrajnost: Komercijalni dizajni sustava za dvostrukle vozila na vodik

PEMFC optimizacija hrpe (1.21.8 kW), toplinsko upravljanje i raspodjela težine

Dobar izdržljivost od ovih sustava nije samo o snažnim izvorima goriva. Potrebno je pažljivo inženjerstvo u više komponenti koje rade zajedno. Protonski razmjenjivanje membrana gorive ćelije, ili PEMFC hrpe, raditi najbolje kada su dizajnirani za oko 1,2 do 1,8 kilowatt snage. To je dovoljno za potrebe gradske vožnje, ali dovoljno malo da vozilo ne postane preteško. U kombinaciji s baterijama koje mogu pohraniti energiju tijekom kočenja i pružiti dodatnu snagu kada je potrebno, vozila mogu da pređu 80 do 100 kilometara na jednom spremniku vodika. Upravljanje temperaturom je također jako važno. Ovi PEMFC-ovi dobro rade između 60 i 80 stupnjeva Celzijusa, ali proizvode dosta toplote dok rade. Posebni kanali hlađenja i materijali koji mijenjaju stanje pomažu uklanjanju viška toplote bez povećanja veličine sustava ili otežavanja njegove ugradnje u vozilo. Inženjeri rješavaju probleme s težinom tako što će vodikove spremnike postaviti jedno do drugog ili ispred drugog, ovisno o tome što je najbolje za ravnotežu teških dijelova ispred i iza automobila. To pomaže u održavanju boljih karakteristika rukovanja u usporedbi s tradicionalnim postavkama baterija gdje se sve obično skuplja blizu središta i poda vozila. Prema istraživanju Aasma Aerospace prošle godine, vodik zapravo drži znatno više energije nego litij-jonske baterije - negdje između 92% i čak 170% više. No, da bi se ti brojevi primijenili u praksi, potrebno je ispravno se nositi s problemima distribucije toplote i kako različiti dijelovi utječu jedni na druge tijekom rada. Sustavi izgrađeni s pažnjom na detalje obično gube manje od 5% učinkovitosti tijekom 1.000 radnih sati, što znači da ih operateri mogu raditi cijeli dan bez potrebe da se zaustave za punjenje na pola smjene.

Preprekore za povećanje uvođenja dvostrukih vozila na vodik

U skladu s člankom 3. stavkom 1. stavkom 2. Cijena je vjerojatno najveća prepreka sada. Samog gorivih ćelija, zajedno s tim teškim rezervoarima pritiska i posebnim katalizatornim materijalima, još uvijek nose cijene koje stavljaju ta vozila izvan dometa većine potrošača. Zatim je tu i pitanje gdje zapravo dobiti vodik. Većina mjesta izvan velikih gradova za testiranje gotovo nemaju benzinske pumpe, što čini vozače nervoznim zbog toga što im ponestaje goriva usred vožnje. Iz inženjerske perspektive, još uvijek radimo na tome da osiguramo da sustavi za skladištenje vodika mogu preživjeti sudare i podnijeti ekstremne temperature u različitim klimatskim uvjetima. I nemojmo zaboraviti što ljudi misle kad vide ta vozila na ulici. Mnogi ljudi jednostavno ne znaju puno o tehnologiji vodika, brinu se o pitanjima sigurnosti iako je sama tehnologija prilično sigurna, i imaju tendenciju da se drže baterija jer su navikli vidjeti to svugdje. Da bi se ovdje ostvario pravi napredak, proizvođači moraju povećati proizvodne količine dok vlade grade više mreža za punjenje gorivom. Pravilnik također mora dostići ono što je danas tehnički moguće. Samo bacajući novac na istraživanje neće ga izrezati.

Česta pitanja

Koliko dugo treba napuniti dvostrukim motorom na vodik?

Napuniti dvostrukim vozilima koji koriste vodik može potrajati manje od tri minute, što je znatno brže nego punjenje električnih vozila.

Koliki je raspon skuterova na vodik?

Skuter s vodikovim pogonom može se kretati 250 do 300 kilometara na jednom spremniku, čak i pod različitim uvjetima.

Koje su glavne prepreke za uvođenje vozila na dva kotača na vodik?

Glavne prepreke uključuju visoke troškove, nedostatak infrastrukture za punjenje gorivom i ograničenu svijest javnosti o tehnologiji vodika.

Kako se spremnici za vodik razlikuju u skladištenju u usporedbi s litijum-jonskim baterijama?

Vodikovi spremnici skladište gorivo pod visokim pritiskom, što im omogućuje da budu lakši, a istovremeno održavaju visoku gustoću energije u usporedbi s većim litijum-jonskim baterijama.