Capire come funzionano le auto a celle a combustibile è un'informazione essenziale se prevedi di guidare presto una di queste auto. La principale fonte di energia per queste auto è una cella a idrogeno che si basa su una reazione elettrochimica per generare elettricità e alimentare l'auto. Queste auto non emettono gas nocivi e l'unico sottoprodotto è l'acqua calda o l'aria calda.
I veicoli a celle a combustibile, o ciò che è noto come FCEV, sono un esempio di veicoli popolari che non producono gas nocivi per l'atmosfera. L'idea alla base di questi veicoli è quella di produrre energia e far funzionare il veicolo senza che sia necessario il sistema di combustione a benzina o diesel.
Questo articolo ti fornisce tutto ciò che devi sapere su "come funzionano le auto a celle a combustibile?" Più in particolare, mette in evidenza l'idea alla base delle celle a combustibile e il modo in cui sono state incorporate nei veicoli per ottenere l'energia necessaria in pochissimo tempo senza creare sottoprodotti dannosi. Evidenzia anche i principali pro e contro delle auto a celle a combustibile.
Cosa sono le auto a celle a combustibile?
Le auto a celle a combustibile sono un'alternativa ecologica ai veicoli convenzionali. Queste auto si basano sull'idrogeno come principale fonte di energia invece del tradizionale sistema di combustione della benzina.
Uno dei maggiori vantaggi della guida di un'auto a celle a combustibile è che non devi preoccuparti di emettere gas nocivi perché l'unica cosa che esce dal tubo di scappamento è l'aria calda o il vapore acqueo.
Attualmente, le aziende sono solo nelle prime fasi di progettazione e distribuzione di veicoli a celle a combustibile. Ecco perché potresti non conoscerli tanto quanto i popolari veicoli elettrici a batteria o BEV.
Molte agenzie governative stanno lavorando molto duramente per incoraggiare la produzione di automobili a celle a combustibile a prezzi accessibili che possono essere nelle mani di qualsiasi residente. Ad esempio, il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti sta lavorando a un'intensa ricerca per produrre queste auto a prezzi accessibili.
Quando guidi un'auto a celle a combustibile, non solo gioverai all'ambiente, ma risparmierai anche molto sulle tasse. Poiché le auto a celle a combustibile funzionano a idrogeno, che è considerato uno dei combustibili alternativi secondo la legge sulla politica energetica del 1992, qualsiasi cliente che guida questi veicoli è qualificato per molti crediti d'imposta.
Come fa una cella a combustibile a produrre energia?
I veicoli a celle a combustibile si basano su una cella a combustibile speciale che produce elettricità utilizzando reazioni chimiche tra ossigeno e idratazione. La cosa bella di queste celle è che le loro azioni avvengono all'interno del veicolo e non è necessario caricare l'auto utilizzando prese esterne. Pertanto, la tua auto a celle a combustibile ricaricherà continuamente l'energia da sola senza bisogno di alcuna fonte di elettricità esterna.
Il carburante è quindi costituito da tre componenti principali:
Durante la reazione elettrochimica, la cella a combustibile consente all'idrogeno di passare attraverso l'anodo mentre divide elettroni e protoni. All'estremità del catodo, elettroni, protoni e ossigeno si unirono per formare acqua. Dopo questa reazione chimica, l'unico sottoprodotto è che l'acqua calda non aveva gas nocivi.
Poiché la cella a combustibile non ha parti mobili e non fa affidamento sull'energia meccanica, non sentirai alcun rumore nelle auto a celle a combustibile. Inoltre, hanno generato calore per altre quattro funzioni del veicolo, come i sistemi di riscaldamento e raffreddamento.
Come funzionano le auto a celle a combustibile?
Ora hai una buona comprensione di come viene generata l'elettricità nella cella a combustibile. Una volta generata questa elettricità, il passaggio successivo è che l'elettricità si sposti dalla cella a combustibile a un motore elettrico, che quindi fornisce energia per muovere le ruote.
Nella maggior parte delle celle a combustibile, un pacco batteria separato immagazzina l'elettricità in eccesso dalla cella a combustibile o l'elettricità generata durante la frenata. Lo stesso pacco batteria è disponibile anche nei veicoli elettrici migliori.
Quando si guida una cella a combustibile, l'elettricità viene fornita dalla cella a combustibile o dal pacco batteria al motore utilizzando una semplice trasmissione. In questi veicoli vedrai solo un controller specifico che monitora il comportamento della corrente elettrica attraverso tutti i componenti. Questo controller è responsabile del mantenimento della giusta coppia, velocità, ecc. durante la guida di questo veicolo.
Poiché la cella a combustibile produce molto calore, uno specifico sistema di raffreddamento è responsabile del mantenimento della temperatura di esercizio dell'elettronica di potenza, del motore elettrico e della cella a combustibile per prevenire eventuali danni dovuti al calore in eccesso.
Quando si esaurisce l'elettricità, alcuni serbatoi pressurizzati immagazzinano carburante a idrogeno. Tuttavia, rifornire di idrogeno il veicolo non è semplice come rifornire di ossigeno l'auto. Questo perché il bocchettone di rifornimento del carburante non sembra semplice come l'ugello che vedrai in un sistema a benzina. Invece, è più complicato e richiede determinati set di abilità. Pertanto, questo potrebbe essere un grosso inconveniente del rifornimento di idrogeno in quanto richiede una notevole quantità di tempo rispetto al rifornimento o ai veicoli a benzina.
Quali sono i vantaggi dei veicoli che utilizzano le celle a combustibile?
Le auto a celle a combustibile sono considerate una delle auto più ecologiche che non producono gas nocivi. Sebbene non sia l'unica cosa che otterrai quando guidi un veicolo del genere, diamo un'occhiata più da vicino ad alcuni dei principali vantaggi che otterrai dalla guida di un'auto a celle a combustibile:
Poiché le celle a combustibile si basano sull'elettricità come principale fonte di energia, non devi preoccuparti dei forti rumori del motore attraverso il sistema di combustione. Invece, l'esperienza è più o meno la stessa di guidare un'auto elettrica normale.
Uno dei maggiori svantaggi delle auto elettriche è che impiegano molto tempo per essere ricaricate. Ci vogliono almeno 30 minuti, se non ore, per far muovere un'auto elettrica. Tuttavia, con un'auto a celle a combustibile, sono sufficienti meno di cinque minuti per caricare completamente l'auto.
Un altro vantaggio principale che otterrai dalla guida di un'auto a celle a combustibile è una maggiore autonomia o distanze maggiori. A differenza delle auto elettriche, i veicoli a celle a combustibile possono portarti fino a 300 miglia senza alcun problema. Pertanto, le auto a celle a combustibile hanno introdotto un nuovo approccio innovativo per consentire alle persone di godersi viaggi più lunghi senza danneggiare l'ambiente producendo emissioni nocive.
Anche le auto elettriche sono influenzate dalla temperatura e, durante le temperature estreme, l'autonomia dei veicoli elettrici può risentirne in modo significativo. Tuttavia, con le auto a celle a combustibile, l'autonomia non è affatto influenzata dalla temperatura. Inoltre, i clienti non devono preoccuparsi di perdere la carica o di ridurre gli intervalli quando la temperatura è molto calda o molto fredda.
Quali sono i principali svantaggi delle auto a celle a combustibile?
Sebbene le auto a celle a combustibile siano dotate di una varietà di avventure che attirano molti clienti, ci sono ancora alcuni inconvenienti di cui devi essere consapevole per evitare sorprese durante la guida di questo tipo di veicolo.
Come accennato in precedenza, il rifornimento è la sfida più grande che devono affrontare tutte le auto a celle a combustibile perché richiede molto tempo e non è intuitivo come il semplice ugello che si vede quando si fa rifornimento di un'auto a benzina. Inoltre, non ci sono tante stazioni di rifornimento per questo tipo di veicoli negli Stati Uniti e persino in Europa; pertanto, ci vorrà del tempo prima che lo trovi accessibile per fare rifornimento senza dover percorrere lunghe distanze. Ad esempio, ci sono solo 40 stazioni che potrebbero supportare il rifornimento delle auto a celle a combustibile negli Stati Uniti.
Inoltre, le celle a combustibile devono essere conservate a determinate pressioni e temperature, il che le rende difficili da immagazzinare nei veicoli.
Infine, diversi clienti hanno indicato che i motori elettrici delle auto a celle a combustibile non sono così durevoli, il che significa che si rompono più facilmente dei motori a benzina. Pertanto, ti aspetteresti costi di manutenzione e riparazione più elevati.
Le celle a combustibile a idrogeno possono esplodere?
L'idrogeno è molto infiammabile e, secondo l'OSHA, le celle di idrogeno devono essere conservate in un determinato contenitore a temperatura e pressione specifiche per prevenire qualsiasi pericolo. Anche se questo è il caso, gli esperti automobilistici e le case automobilistiche stanno gestendo correttamente lo stoccaggio e non è stata segnalata alcuna esplosione per le celle a combustibile a idrogeno.
Perché le auto a idrogeno non sono popolari?
Non sorprende sapere che le auto a idrogeno non sono così popolari, soprattutto se paragonate alle auto elettriche a batteria. Questo perché le auto a idrogeno sono ancora nelle prime fasi di attuazione. Non ci sono tante stazioni di rifornimento negli Stati Uniti.
Si prevede inoltre che le auto a idrogeno diventeranno più popolari nel corso degli anni e, poiché le aziende produrranno più di questi veicoli, per quanto tempo dureranno le stazioni di rifornimento di idrogeno.
Quanto dureranno le celle a combustibile a idrogeno?
La buona notizia è che le celle a idrogeno sono progettate per durare una vita con il veicolo. Quindi, aspettati che la tua cella a idrogeno duri fino a 200.000 miglia, se non di più, se curata correttamente.
È interessante notare che alla fine del ciclo di vita della cella a idrogeno, non devi preoccuparti dei rifiuti perché può essere assemblata e il materiale può essere riciclato per altri scopi. Pertanto, le celle a combustibile a idrogeno sono rispettose dell'ambiente non solo perché non emettono gas nocivi, ma anche perché non producono molti rifiuti alla fine del loro ciclo di vita.
Le celle a combustibile a idrogeno sono migliori delle batterie?
Dipende. In generale, sia le celle a combustibile a idrogeno che le batterie elettriche non producono gas nocivi, quindi a fine giornata si migliora l'atmosfera. Pertanto, non contribuisci all'inquinamento atmosferico durante la guida di nessuno dei due.
Se stai guardando dal punto di vista energetico, le celle a idrogeno sono migliori delle batterie elettriche perché producono più energia e consentono al tuo veicolo di percorrere distanze più lunghe senza preoccuparsi dell'ansia da autonomia.
Inoltre, la ricarica della cella a combustibile a idrogeno non richiede molto tempo e, invece delle ore dedicate alla ricarica della batteria elettrica, con la cella a idrogeno, non devi caricarla per più di cinque minuti.
Poiché il rifornimento è una delle maggiori sfide che devono affrontare le celle a combustibile a idrogeno, scegliere batterie elettriche potrebbe essere migliore se ti preoccupi di trovare una stazione di rifornimento nelle vicinanze. Tuttavia, questo potrebbe non essere il caso nei prossimi anni perché si prevede che negli Stati Uniti saranno presenti sempre più stazioni di rifornimento di idrogeno.
Cosa succede se un'auto a idrogeno si schianta?
Questa è un'ottima domanda! Secondo gli esperti, le auto a idrogeno sono progettate per consentire all'idrogeno di dissiparsi senza causare alcun danno. In altre parole, non devi preoccuparti delle esplosioni quando un'auto a idrogeno si scontra con un altro veicolo.
Conclusione
Capire come funzionano le auto a celle a combustibile è un'informazione essenziale per le persone interessate a guidare questo tipo di veicolo. L'idea alla base dell'auto a celle a combustibile è che ti affidi alle reazioni elettrochimiche per produrre elettricità senza generare gas nocivi.
Sebbene le auto a celle a combustibile portino molti vantaggi non solo per l'ambiente ma anche per il budget delle persone, il rifornimento di carburante è una delle maggiori sfide che questo tipo di auto ha dovuto affrontare. Tuttavia, le agenzie governative e le grandi case automobilistiche stanno lavorando per migliorare l'esperienza con il rifornimento e aggiungendo più stazioni negli stati.
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