Magari ya haidrojeni ni mustakabali wa tasnia ya magari. Magari ya hidrojeni kama Toyota Mirai na BMW X5 hufanyaje kazi?

Magari ya haidrojeni bado hayachukui nafasi nzuri kwenye soko. Wazalishaji wachache wanaamua kuzingatia kabisa maendeleo ya teknolojia hii. Kazi bado iko kwenye injini za umeme na mwako wa ndani usiochafua sana au injini mseto. Licha ya ushindani mkubwa, magari ya hidrojeni ni udadisi. Ni nini kinachofaa kujua juu yao?

Nishati ya hidrojeni inafanyaje kazi?

Faida kubwa ya magari yanayotumia hidrojeni ni urafiki wao wa mazingira. Ni vyema kutambua hapa kwamba ili kuweza kuwafafanua kwa njia hii, ni muhimu kuheshimu kanuni za ulinzi wa mazingira pia katika mchakato wa uzalishaji. 

Magari yanayotumia haidrojeni hufanya kazi kwa njia ambayo hutengeneza umeme unaohitajika kusongesha gari. Hii inawezekana shukrani kwa seli za mafuta zilizowekwa na tank ya hidrojeni ambayo hutoa umeme. Betri ya umeme hufanya kama buffer. Uwepo wake katika mfumo mzima wa injini ya gari ni muhimu, kwa mfano, wakati wa kuongeza kasi. Inaweza pia kunyonya na kuhifadhi nishati ya kinetic wakati wa kuvunja. 

Mchakato unaofanyika katika injini ya hidrojeni 

Inafaa pia kujua ni nini hasa kinatokea katika injini ya hidrojeni ya gari yenyewe. Kiini cha mafuta hutoa umeme kutoka kwa hidrojeni. Hii ni kutokana na electrolysis ya reverse. Mwitikio wenyewe ni kwamba hidrojeni na oksijeni katika hewa huingiliana kuunda maji. Hii inazalisha joto na umeme ili kuendesha motor ya umeme.

Seli za mafuta katika magari ya hidrojeni

Seli za mafuta za PEM hutumiwa katika magari yanayotumia hidrojeni. Ni membrane ya elektroliti ya polima ambayo hutenganisha hidrojeni na oksijeni inayozunguka anode na cathode. Utando unaweza kupenyeza tu kwa ioni za hidrojeni. Wakati huo huo, katika anode, molekuli za hidrojeni hutenganishwa katika ioni na elektroni. Ioni za hidrojeni kisha hupitia EMF hadi kwenye cathode, ambapo huchanganyika na oksijeni ya anga. Kwa hivyo, wanaunda maji.

Kwa upande mwingine, elektroni za hidrojeni haziwezi kupitia EMF. Kwa hiyo, hupita kupitia waya inayounganisha anode na cathode. Kwa njia hii, umeme huzalishwa, ambayo huchaji betri ya traction na huendesha gari la umeme la gari.

hidrojeni ni nini?

Inachukuliwa kuwa rahisi zaidi, kongwe zaidi na wakati huo huo kipengele cha kawaida zaidi katika ulimwengu wote. Haidrojeni haina rangi maalum au harufu. Kawaida ni gesi na nyepesi kuliko hewa. Kwa asili, hutokea tu kwa fomu iliyofungwa, kwa mfano, katika maji.

Hydrojeni kama mafuta - inapatikana wapi?

Kipengele cha H2 kinapatikana katika mchakato wa electrolysis. Hii inahitaji sasa ya moja kwa moja na electrolyte. Shukrani kwao, maji hugawanywa katika vipengele tofauti - hidrojeni na oksijeni. Oksijeni yenyewe huundwa kwenye anode, na hidrojeni kwenye cathode. H2 mara nyingi ni matokeo ya michakato ya kemikali, usanisi wa gesi asilia au usafishaji wa mafuta yasiyosafishwa. Sehemu kubwa ya mahitaji ya hidrojeni inatimizwa na vyanzo vya nishati mbadala.

Haidrojeni kutoka kwa vyanzo vinavyoweza kurejeshwa - ni malighafi gani huanguka katika kundi hili?

Inafaa kufafanua ni nyenzo gani maalum zinaweza kuitwa malighafi inayoweza kurejeshwa. Ili magari ya hidrojeni na seli ya mafuta yawe endelevu, mafuta lazima yatoke kwenye vyanzo kama vile:

• photovoltais;
• nishati ya upepo;
• nishati ya maji;
• nguvu ya jua;
• nishati ya mvuke;
• majani.

Magari ya haidrojeni - Toyota Mirai

Toyota Mirai ya 2022, pamoja na 2021, ni mojawapo ya mifano iliyochaguliwa mara kwa mara na wateja. Mirai ina umbali wa hadi km 555 na motor ya umeme ya kW 134 iko nyuma ya gari. Nishati huzalishwa na seli za mafuta kwenye bodi ziko chini ya kofia ya mbele ya gari. Hidrojeni hutumika kama nishati ya msingi na kuhifadhiwa katika mizinga katika kinachojulikana kama handaki ya kadiani chini ya viti vya nyuma. Mizinga hiyo inashikilia kilo 5,6 ya hidrojeni kwenye bar 700. Ubunifu wa Toyota Mirai pia ni faida - muundo wa gari sio futuristic, lakini classic.

Mirai inaongeza kasi hadi 100 km/h katika sekunde 9,2 na ina kasi ya juu ya 175 km/h.. Toyota Mirai hutoa nguvu thabiti na hujibu vizuri sana kwa harakati za dereva - wote kuongeza kasi na kusimama.

Hydrogen BMW X5 - gari yenye thamani ya kulipa kipaumbele

Mpangilio wa gari unaoendeshwa na hidrojeni pia unajumuisha SUV. Mmoja wao ni BMW X5 Hydrogen. Mfano katika muundo wake hautofautiani na wenzao wa tanuru kutoka kwa mfululizo huo. Paneli za mwanga tu au muundo wa rims zinaweza kutofautiana, lakini hizi sio tofauti zinazoonekana. Bidhaa ya chapa ya Bavaria ina mizinga miwili yenye uwezo wa kuhifadhi hadi kilo 6 za gesi, pamoja na seli za mafuta zenye uwezo wa hadi 170 hp. Inafurahisha, BMW imeungana na Toyota. Mfano wa X5 wa hidrojeni hutengenezwa kwa kutumia teknolojia sawa na magari ya mtengenezaji wa Asia Hydrogen NEXT. 

Je, magari ya hidrojeni ni ya kijani kweli?

Faida kuu ya magari ya hidrojeni ni kwamba wao ni rafiki wa mazingira. Walakini, ikiwa hii ndio kesi inategemea sana jinsi hidrojeni inavyotengenezwa. Wakati ambapo njia kuu ya kupata mafuta ni uzalishaji kwa kutumia gesi asilia, umeme, ambayo yenyewe ni ya mazingira na isiyo na chafu, haipunguza uchafuzi wote unaotokea wakati wa uzalishaji wa hidrojeni. Hata baada ya matumizi ya muda mrefu ya gari. Gari la hidrojeni linaweza kuitwa kijani kabisa ikiwa nishati inayohitajika kuendesha inatoka kabisa kutoka kwa vyanzo vinavyoweza kurejeshwa. Wakati huo huo, gari ni salama kabisa kwa mazingira. 

Magari ya hidrojeni - muhtasari

Magari ya umeme yana safu inayoongezeka kila wakati na pia ni ya kufurahisha sana kuendesha. Walakini, kuongeza mafuta kwa magari ya umeme inaweza kuwa changamoto. Magari yaliyo na gari kama hiyo yatajidhihirisha vyema katika maeneo ya karibu na miji mikubwa, kama vile Warsaw.Bado kuna vituo vichache vya kujaza hidrojeni katika nchi yetu, lakini hii inapaswa kubadilika kufikia 2030, wakati idadi ya vituo itaongezeka hadi zaidi ya 100, kulingana na Orlen.