Thursday, December 27, 2012

Automobili a celle a combustibile

Automobili a celle a combustibile sono le automobili del futuro. Un sacco di ricerca è stato fatto con auto elettriche, ma fino a quando i costi della batteria vanno giù, driving range sale e scende il peso delle batterie, questo non sarà un'opzione per il grande pubblico, a differenza dell'auto ibride popolare. Una vettura ibrida ha un motore a benzina e un motore elettrico. Il gas può continuamente ricaricare le batterie elettriche.


In un'auto a celle a combustibile, il combustibile utilizzato è l'idrogeno compresso o liquido. Una cella a combustibile converte idrogeno e ossigeno in acqua e produce elettricità. A causa di continui problemi con la memorizzazione dell'idrogeno liquido o compresso, attualmente, principalmente autobus utilizza la tecnologia fuel cell. Possono contenere grandi serbatoi di idrogeno compresso sui loro tetti.


Il tipo di cella a combustibile idrogeno attualmente utilizzato per autobus e automobili è il Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC).


La cella a combustibile utilizza un catalizzatore, che è una polvere di platino o composto, per facilitare la reazione dell'idrogeno con l'ossigeno. Il catalizzatore è diffuso come uno strato sottile su una grande superficie per ottenere il massimo effetto.


Perché ci sono problemi di utilizzo dell'idrogeno come combustibile? Tranne ad alta compressione e/o basse temperature, l'idrogeno è un gas. Esso è il gas più leggero e tendenza ad avere elevata dispersione attraverso condutture. Grazie al suo contenuto di alta energia, è anche molto esplosivo. C'era l'esplosione del Hindenburg in 1937 nel New Jersey. Che era un dirigibile di idrogeno sollevato che è andato in fiamme. Grazie all'uso di attrezzature di sicurezza pesante per comprimere l'idrogeno, ecco perché la tecnologia delle celle a combustibile è utilizzata prima in autobus.


Un'altra opzione in fase di sviluppo è quello di utilizzare idrocarburi che sono idrogeno ricco come base per la tecnologia delle celle a combustibile a idrogeno. Gli idrocarburi sono composti di carbonio e idrogeno. I principali candidati sono CH4, che è il gas metano, una forma pura di gas naturale e il metanolo, un alcol liquido composto, CH4OH. Metanolo e il metano può essere convertiti in gas idrogeno utilizzando un riformatore chimico. Riformatori hanno un inconveniente che abbassano l'efficienza del carburante di quanto più la metà. C'è maggiore miniaturizzazione dei riformatori chimici per automobili.


Tuttavia, altri composti sono essere sperimentati che sono più facili da convertire cataliticamente in idrogeno per una cella a combustibile e può essere più facilmente memorizzati nel serbatoio del carburante di un veicolo. Un esempio del tipo di sistema che potrebbe funzionare è essere sperimentato su a Daimler-Chrysler. Si tratta di semplice borato, borace, un composto chimico che viene prodotto e utilizzato per soap. Un minivan in esecuzione del prototipo è stato visualizzato al North American Auto Show nel 2002. Le celle a combustibile idrogeno possono funzionare su idrogeno che viene liberata in una reazione chimica semplice da boroidruro di sodio. Questa sostanza chimica può essere fatta nelle raffinerie da una combinazione di gas idrogeno e sapone di borace. Il veicolo potrebbe eseguire il boroidruro di sodio, che avrebbe proceduto in auto per produrre idrogeno per le celle a combustibile. L'unico prodotto di scarico sarebbe acqua (H20). L'altro prodotto di rifiuti sarebbe borace (una forma di sapone), che poi avrebbe dovuto essere rielaborati a boroidruro di sodio, per rifornire l'auto nuovamente. Infrastrutture per la produzione di idrogeno da metano o ammoniaca e quindi produrre boroidruro di sodio sarebbe necessaria presso la locale stazione di rifornimento.

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