Топливные ячейки — технологии будущего

На топливном рынке началась революция водородных ячеек?

«Автомобильные транспортные средства с водородными топливными элементами играют определенную роль в усилиях Калифорнии по достижению целей сокращения выбросов парниковых газов, улучшению качества воздуха и снижению нашей зависимости от ископаемого топлива», — говорит Джейн А. Скотт, комиссар Калифорнийской энергетической комиссии. «Именно поэтому Калифорнийская энергетическая комиссия инвестирует в инфраструктуру дозаправки, необходимую для принятия этих автомобилей. Эта демонстрация покажет, как топливные элементы могут помочь поддерживать усилия сверхмощного сектора по повышению эффективности, перехода к технологиям с нулевым уровнем выбросов и повышению конкурентоспособности».

Эта технология уже использовалась в качестве топлива для космических кораблей NASA. Сделать данный вид топлива еще более желательным и интересным может и тот факт, что оно более эффективно, чем дизель или бензин. Кроме того, оно имеет потенциал для устранения загрязнений атмосферы, вызванного сжиганием ископаемого топлива, уменьшением шума и прочими бонусами. Эта технология также должна преодолеть недостатки и проблемы, такие как нехватка водородной инфраструктуры. Планирование водородной инфраструктуры очень необходимо, так как это до сих пор дорогостоящее решение для источников энергии. Кроме того, топливные элементы требуют воды для увлажнения и выработки электроэнергии. Чтобы автомобили работали в условиях «замораживания», разработчикам транспортных средств необходимо учитывать этот аспект.

Небольшое видео о том, как изготавливают водородные топливные элементы:

Согласно данным от Toyota, грузовик был создан с использованием шасси Kenworth. Он генерирует более 670 лошадиных сил и 1,325 фунтов / фут крутящего момента от двух топливных элементов Mirai и аккумулятора 12 кВт (относительно небольшая батарея для поддержки операций нагрузки класса 8). Toyota Mirai была первым автомобилем с водородным топливным элементом, который продавался более 200 единиц в год в США.

«Toyota считает, что технология водородного топливного элемента обладает огромным потенциалом, чтобы стать основным топливом будущего», — говорит исполнительный вице-президент TMNA ??Боб Картер. «Вероятно создания одного из первых в мире крупного рынка транспортных средств на топливных элементах, а также внедрения автобусов с топливными ячейками в Японии. Toyota является лидером в расширении использования универсальной и масштабируемой технологии с нулевым уровнем выбросов. С «Project Portal» мы с гордостью можем помочь в изучении социальных преимуществ настоящей платформы для тяжелых грузовых автомобилей с нулевым уровнем выбросов ».

Престижность исследований, таких как проектный портал Toyota, позволяет увидеть потенциал этих технологий в Калифорнии и открыть двери для грузовых автомобилей с нулевой эмиссией. Технологии топливных элементов для грузовых автомобилей еще нет в коммерческом производстве. Но такие проекты — это первый шаг к построению бизнес-кейса для рассмотрения и принятия новых технологий с нулевым уровнем выбросов, где цель чистого воздуха являются основным экономическим фактором.

Business Views

Топ-10 источников энергии будущего

Где Украине брать энергию, учитывая то, насколько ненадёжным соседом является Россия, атомных станций в Украине боятся, а добыча угля — опасна?

Об отказе от добычи полезных ископаемых заговорили несколько десятилетий назад. Доступных запасов нефти, газа и угля землянам хватит ненадолго, поэтому надо повышать энергоэффективность. Еще одна причина — экологические проблемы, которые ощущают все жители планеты. Но для того, чтобы отказаться от классических источников энергии, необходимо найти им замену — если не более выгодную, то хотя бы сопоставимую по эффективности. Что предлагают ученые взамен газа, нефти и угля?

1. Космические солнечные станции собирают больше энергии светила, чем наземные

Экономически выгодное производство солнечной энергии — штука сложная, так как из-за атмосферы Земли интенсивность солнечного освещения недостаточна. Один из вариантов решения проблемы — построить космические «солнечные фермы», которые будут собирать излучение Солнца «в чистом виде» и передавать накопленную энергию на Землю при помощи лазерных лучей или микроволн. Проблема в цене — она превышает разумную. Но в будущем солнечные батареи будут эффективнее, цена вывода кораблей и грузов на орбиту уменьшится, и «космические солнечные фермы» вполне смогут доставлять нам энергию.

Схема, показывающая разницу в количестве лучей, попадающих на земную солнечную станцию (слева) и на космическую (справа).

Концепт станции, которая собирала бы энергию Солнца, авторства НАСА

Системы, которые можно зарядить с помощью силы мышц, уже существуют. Но человек производит огромное количество движений, которые — теоретически — можно было бы трансформировать в энергию. Условно говоря, сейчас вы водите пальцем по экрану смартфона «впустую» — а могли бы в процессе заряжать смартфон. Если девайс может посчитать количество шагов и реагировать на движение, почему его нельзя зарядить от движения пальцев? Ученые исследуют этот вопрос, но результатов или прототипов самозаряжающихся устройств пока нет.

В приливной энергетике работает сотня компаний, а энергия волн в некоторых регионах используют в практических целях. Так, в Австралии часть опреснительных установок полностью обеспечивают энергией за счет приливов и отливов.

Раньше шаттлы NASA заправлялись именно этим видом топлива. Проблема в том, что водород хоть самый распространенный элемент в космосе, на Земле есть только в виде соединений. А значит, для получения чистого элемента нужно потратить энергию. Зато после его можно «упаковать» в топливные ячейки и использовать по назначению. Honda, например, производит автомобили, которые передвигаются на энергии из таких «водородных ячеек». Водородные заправки строят в Калифорнии (США), Южной Корее и Германии.

Благодаря лаве получают 27% энергии на Филиппинах и 30% энергии в Исландии. В Исландии же недавно открыли крутой источник геотермальной энергии — подземное магматическое озеро, и эффективность производства геотермальной энергии выросла в 10 раз.

Это выгодная система, но она слишком зависит от геологических особенностей территории. Магму, в отличие от газа или нефти, по трубопроводу не перекачаешь.

6. Ядерные отходы — старые урановые стержни можно использовать заново

В конструкции «классической» атомной электростанции урановые стержни погружены в воду, а к концу срока их службы использованными оказываются только 5% атомов урана — остальные 95% отправляются в утиль с маркировкой «ядерные отходы». Новая технология предполагает погружать стержни в жидкий натрий и позволит поменять соотношение использованных и неиспользованных ресурсов — 5% урана уйдет в отходы, а 95% превратятся в энергию. Причем в таких реакторах можно повторно использовать стержни, списанные с атомных электростанций предыдущего поколения. Компания Hitachi уже построила новые «быстрые реакторы» и продаёт их, но построить такую станцию очень дорого. К тому же мир все еще с опаской относится к атомным электростанциям — все помнят о нескольких крупных авариях, включая и катастрофу на Чернобыльской АЭС.

Германия, где климат не слишком отличается от украинского, занимается производством солнечной энергии. Стоимость производства батарей падает, а эффективность и популярность растут. Тем более что ученые из Лос-Анжелеса придумали прозрачные солнечные батареи, которые монтируются прямо на оконное стекло. Технология дорогая, но в ближайшие 2-3 года подешевеет достаточно, чтобы предложение было экономически выгодным.

За 11 лет — с 2002 по 2013 год — производство биотоплива выросло примерно на 500%. Причина — потребность в этаноле (спирте) и биодизеле, которые добавляют к топливу. По задумке Генри Форда, изобретателя современного автомобиля, двигатель и должен был работать на этаноле. Но тогда как раз открыли много новых месторождений нефти, и она была очень дешёвой. Сейчас это не самый выгодный вид топлива, и этанол возвращается. Проблема «классического» биотоплива — этанола — в том, что для его производства используют то же сырье и те же земли, что и для выращивания пищевых культур. То есть энергетическая отрасль начинает конкурировать с пищевой.

Решить эту проблемы можно с помощью водорослей. Неприхотливые, быстрорастущие, позволяющие легко добывать необходимые компоненты, а «сухой остаток» пускать в переработку и использовать для выращивания нового урожая водорослей.

9. Летающие ветряки — перерождение старой технологии

Использование энергии ветра — классическая технология. Но её эффективность можно существенно увеличить, а энергию добывать по всему миру, а не только в регионах с благоприятным рельефом. Для того, чтобы «ветряные мельницы» были эффективными, нужна значительная сила ветра. А решается проблема просто: достаточно поднять ветряную турбину на 300-600 метров над уровнем моря, где потоки воздуха сильнее и стабильнее. Первые «летающие ветряки» установят на Аляске. Конструктивно это дирижабль со смонтированной турбиной. При слишком сильном ветре такой ветряк самостоятельно «паркуется» на земле. А автоматика позволит ей выбирать оптимальное положение в пространстве.

10. Термоядерный синтез — источник почти бесконечной энергии

Ядерный синтез безопасен, так как, в отличие от ядерного реактора, он соединят атомы, а не расщепляет их. Существует международный проект по разработке термоядерного реактора — ITER, к которому подключились страны ЕС (официально заявленные как единое целое в рамках данного проекта), а также Китай, Индия, Россия, Республика Корея, США, Казахстан и Япония. Проект существует уже 25 лет, инженерная разработка технической конструкции реактора давно завершена. В 2013 году его начали строить во Франции. К 2020 ученые планируют начать первые эксперименты с плазмой.

Параллельно некоторые коммерческие организации ведут собственные исследования в том же направлении. В случае успеха мир будет обеспечен дешевой и практически бесконечной энергией.

Карта: потенциал использования солнечной энергии в Украине

16 декабря 2014 в 11:18

10 ботов в Telegram на все случаи жизни

6 инноваций, которые перевернут твои представления об энергоэффективности

Реклама

Индия массово избавляется от айтишников. Украина на очереди

25 октября, 21:10

Инфографика дня: две сотни ошибок, которые мы совершаем из-за стереотипов и предубеждений

О проекте

BusinessViews — это важные знания и инсайты для тех, кто занят делом. Наша цель: помочь вам достигнуть успеха в бизнесе и построить собственную карьеру, соблюдая разумный баланс работы и личной жизни. Здесь вы получите информацию, необходимую для работы и для великолепного уик-энда. Подпишитесь на наш дайджест, и каждую неделю получайте новые знания в почтовый ящик.

Источники:
На топливном рынке началась революция водородных ячеек
Энергосбережение и уменьшение количества вредных выбросов в атмосферу — вот основная цель многих ученых. Предложение о переводе грузового транспорта на водородное топливо — прогресс или фантазии?
http://elenergi.ru/na-toplivnom-rynke-nachalas-revolyuciya-vodorodnyx-yacheek.html
Топливные ячейки — технологии будущего
Об отказе от добычи полезных ископаемых заговорили несколько десятилетий назад. Доступных запасов нефти, газа и угля землянам хватит ненадолго, поэтому надо повышать энергоэффективность. Еще одна причина экологические проблемы, которые ощущают все жители планеты. Но для того, чтобы отказаться от классических источников энергии, необходимо н
http://businessviews.com.ua/ru/tech/id/top-10-istochnikov-energii-buduschego-434/

COMMENTS