תוכן המאמר:
- קצת היסטוריה
- סימן ההיכר של מנועי מימן
- היתרונות והחסרונות העיקריים של מנועי מימן
- המכוניות הפופולריות ביותר עם מנועי בעירה פנימית של מימן
"מימן הוא דלק העתיד" - בעזרת המסר הזה החדרת ICE מימן לתעשיות התחבורה והתעופה.
לא במקרה מימן תופס מעמד מוביל בקרב כל שאר מקורות האנרגיה האלטרנטיבית - הוא ידידותי לסביבה ככל האפשר, יש לו משאב מתחדש, ויש לו גם את היעילות הגבוהה ביותר בהשוואה למנועים קלאסיים הפועלים על בנזין וסולר.
עם זאת, בנוסף ליתרונות שאין להכחישה, למנוע המימן יש גם מספר חסרונות, שעדיין לא מאפשרים להפוך אותו למסיבי ולהחליף לחלוטין את מנועי הבנזין והדיזל "המזיקים".
קצת היסטוריה
האנושות החלה לחשוב על הצורך לשמור על הסביבה די לאחרונה, אך מדענים החלו לחשוב על החלפת מנוע בעירה פנימית קונבנציונאלית הרבה קודם לכן.
לכן, מידיו של המדען פרנסואה אייזק דה ריבז, יליד צרפת, יוצר מנוע המימן הראשון בשנת 1806. בשנת 1841 קיבלה בריטניה את הסכם הפטנט הראשון לייצור מנוע מימן, ובשנת 1852 מדענים גרמנים היו מסוגל ליצור מנוע בעירה פנימית.פועל על תערובת אוויר-מימן.
עם זאת, תוכניות החדרת מנועי מימן סוכלו על ידי מנועי בנזין, שהפכו נפוצים לאחר 1870.
הם זכרו את המימן כדלק חלופי שוב רק בשנת 1941 בלנינגרד הנצור. אחר כך השתמש הטכנאי הסובייטי ב 'שלישך ב"קוקטייל "של מימן אוויר כדי לשגר בלוני מטח.
ואז המימן נשכח שוב, עד שמשבר הדלק העולמי דפק על הדלת בשנות השבעים. בסוף שנות ה -70, יצרנית הרכב של ב.מ.וו פרסמה את מכוניתה הראשונה שפעלה על מימן, ולאחר מכן חברות אחרות הלכו בעקבותיה, כולל הג'נרל מוטורס האמריקאית ופורד, הונדה היפנית ואחרים.
עם זאת, ברגע שהמשבר שכך, ההתעניינות במימן כמקור אנרגיה התפוגגה שוב. ועכשיו, עשרות שנים לאחר מכן, האנושות שוב נזכרה בקיומה, שהקל לא רק על ידי הפעלת אנשי איכות הסביבה, אלא גם עליית מחירי הדלק.
סימן ההיכר של מנועי מימן
מבחינה מבנית, מנוע מימן אינו שונה בהרבה ממנוע בעירה פנימית סטנדרטית. הוא מכיל גם בוכנות, תא בעירה ומנגנון של מוט חיבור. אז מה ההבדל?
העובדה היא שמנועי מימן משתמשים בשיטה אחרת לאספקת תערובת הדלק ושריפתה לאחר מכן. בנוסף, הבעירה של מימן אורכת הרבה פחות זמן מאשר במקרה של דלקים מבוססי נפט. ההבדלים אינם משמעותיים, ובמבט ראשון נראה כי לא קשה להמיר ICE קונבנציונאלי למימן, אך אין זה כך.
מספר בעיות בשימוש במנוע מימן:
- מימן קשה להשיג. אין זה סוד שהוא כלול במים ונחשב בצדק ליסוד הכימי הנפוץ ביותר בעולם, אם כי הוא כמעט ואינו מיוצג בצורתו הטהורה. המשמעות היא שהמכונית חייבת להיות מצוידת בהתקנה מיוחדת מסוג סגור - אלקטרוליזה, האחראית על פיצול המים ומאפשרת ייצור מימן. עם זאת, בפועל, התקנה כזו קשה לייצור, דבר המשפיע רבות על עלותה הסופית.
- בשל טמפרטורת הדחיסה הגבוהה, מימן מגיב בקלות עם רכיבי מתכת שונים של תחנת הכוח ואפילו עם שמן מנוע.
- אפילו דליפה קטנה של מימן במגע עם סעפת מחוממת תגרום לשריפה. לכן כיום, בעת יצירת מנועי מימן, נעשה שימוש רק בתחנות כוח סיבוביות, מכיוון שהן מפחיתות את הסיכון לשריפה בשל המרחק הגדול יותר בין סעפת היניקה לפליטה.
עם זאת, רוב הבעיות נפתרו עד כה, לא רק במתקנים סיבוביים, אלא גם במנועים המשתמשים במנגנוני בוכנה, המאפשרים למימן להישאר התחליף המבטיח ביותר לבנזין / דיזל.
היתרונות והחסרונות העיקריים של מנועי מימן
היתרונות העיקריים שיש למנועי מימן:
- רמה גבוהה של ידידותיות לסביבה, שכן אדי מים הם תוצר הבעירה שלו. כאשר מימן נשרף, גם שמן המנוע נשרף, אולם כמות הפליטה הרעילה קטנה פי כמה מאשר כאשר נשרפים בנזין או דלק "כבד";
- יעילות גבוהה, הגבוהה פי כמה מזו של תחנות כוח קלאסיות הפועלות על סולר או דלק;
- פשטות מבנית יחסית, כמו גם היעדר מערכות אספקת דלק יקרות ולא אמינות, שגם הן מסוכנות;
- חוסר רעש.
למרות מספר יתרונות משמעותיים, למנועי מימן יש מספר חסרונות מספיק:
- מחיר גבוה ומורכבות של קבלת מימן טהור;
- תשתית לא מפותחת של תחנות מילוי המסוגלות לתדלק במימן;
- היעדר תקנים בינלאומיים לתחבורה ושימוש בדלק מימן;
- עלות גבוהה של רכיבי דלק ותחזוקה של מנועי מימן;
- קשיים הקשורים לאחסון דלק מימן. מדענים עדיין לא הגיעו למכנה משותף בנוגע לחומר שיש להשתמש בו בייצור מיכלים לאחסון מימן דליק;
- עלייה במסה הכוללת של המכונית בשל הימצאותו של מנוע מימן, הכבד יותר באופן ניכר ממנועי הבנזין והדיזל הנפוצים כיום.
בנוסף, גלילי מימן חייבים להיבדק ולאשר באופן קבוע, דבר שניתן לעשותו רק על ידי טכנאים מוסמכים ומורשים.
המכוניות הפופולריות ביותר עם מנועי בעירה פנימית של מימן
בתמונה: Riversimple Rasa
למרות העובדה שמדענים ממשיכים לתמוט על הבעיות הנוכחיות הקשורות לשימוש במנועי מימן, מספר המכוניות המונעות על ידי מימן ממשיך לגדול. המכוניות המפורסמות ביותר המופעלות על ידי מימן הן:
- טויוטה מיראי FCV - המכונית הופיעה לראשונה בשנת 2013, אך יצאה למכירה רק בשנת 2015. הגלילים הקיימים בו סיפקו "טווח" של כ -500 ק"מ.
- ב.מ.וו 750hL, שגרסת הקונספט שלה הוצגה בשנת 2000. המכונית מצוידת במיכל מימן מיוחד, שהשמורה שלו מספיקה כדי לכסות מרחק של 300 ק"מ.
- הונדה קלריטי היא מכונית נוספת שמשתמשת במימן במקום בדלק קלאסי. היתרונות העיקריים של הדגם הם המראה המרהיב שלו ומרשים, בסטנדרטים של מכוניות מימן, עתודת כוח של 589 ק"מ.
- Riversimple Rasa היא מכונית מימן קטנה שמקורה בבריטניה. המאפיין העיקרי שלה היה משקלו הנמוך (קצת יותר מ -500 ק"ג) ומאגר כוח מרשים - כ -500 ק"מ.
בנוסף, היצרנים ממשיכים להציג מכוניות קונספט מימן, ביניהן אאודי H-tron קוואטרו, מרצדס GLC המימן, משאית Nikola One מבית ניקולה מוטור, מכונית העל H2 Speed מבית העיצוב Pininfarina ועוד רבות אחרות.
סיכום
למרות מספר חסרונות, מימן יכול להפוך למקור האנרגיה הנקי המבטיח ביותר במשך 30-40 השנים הבאות. עלינו למצוא שיטה יעילה לייצור מימן ולפתח תשתית למסירתו לצרכן הסופי, ואז האנושות תשכח לנצח לא רק את הדלק, אלא גם את המשבר הסביבתי.
