Усаар явдаг машин бодит болсон уу? Түлшний шинэ эрин үе

Болор

• 2025-05-07
• fuel cell, h2, h2o, hydrogen fuel cell

Та усаар ажилладаг машиныг хий хоосон зүйл гэж бодож байсан уу? Тэгвэл бодлоо өөрчлөх цаг иржээ. Өнөөдрийн технологи устөрөгчийг усаас гарган авч, тухайн устөрөгч автомашиныг тэжээх цахилгаан болгож хувиргаж байна. Хамгийн гайхалтай нь машины хаягдал нь утаа биш, зүгээр л усны уур!

Шууд усаар биш, харин уусгаж гаргасан устөрөгчөөр (hydrogen) ажилладаг. Ус (H₂O)-ыг электролизоор задалж, устөрөгч (H₂)-ийг ялган авч, түүгээр түлшний элемент (fuel cell) ажиллуулдаг.

Устөрөгчийн түлшний элемент гэж юу вэ?

Устөрөгчийн түлшний элемент нь химийн урвалыг ашиглан цахилгаан гарган авдаг төхөөрөмж юм. Энэ нь уламжлалт автомашины хөдөлгүүр шиг дотор шаталт явуулдаггүй. Үүний оронд устөрөгч болон хүчилтөрөгчийн хооронд химийн урвал явуулж, цахилгаан гаргаж авдаг. Энэ урвалын үр дүнд зөвхөн ус (H₂O) ялгарна.

Процесс нь дараах байдлаар явагдана:

1. Устөрөгчийг түлшний элемент рүү оруулна.
2. Тусгай катализаторын тусламжтай устөрөгчийг протон (H⁺) болон электрон (e⁻) болгон задлана.
3. Электрон нь гадаад хэлхээгээр гүйж, цахилгаан хөдөлгүүрийг тэжээнэ.
4. Протон нь мембранаар дамжин хүчилтөрөгчтэй нэгдэн, ус үүсгэнэ.

Яагаад устөрөгч вэ?

Дэлхий даяар нүүрстөрөгчийн ялгарлыг бууруулах, сэргээгдэх эрчим хүчийг түлхүү ашиглах чиг хандлага эрчимтэй хөгжиж байна. Устөрөгч нь эрчим хүч хадгалах, дамжуулах, хэрэглэх цэвэр арга зам болж чадна.

• Устөрөгч нь маш өндөр энергийн нягтралтай: нэг килограмм устөрөгч нь бараг 3 дахин илүү эрчим хүч агуулдаг (бензинтэй харьцуулахад).
• Мөн шингэн болон шахсан хэлбэрээр хадгалах боломжтой, удаан хугацааны эрчим хүчний эх үүсвэр болдог.
• Устөрөгчийг нарны болон салхины эрчим хүч ашиглан усыг задлах аргаар үйлдвэрлэх боломжтой тул 100% сэргээгдэх ногоон технологи болж чадна.

Амьдрал дээрх хэрэглээ

Toyota-ийн Mirai, Hyundai-ийн Nexo, Honda-ийн Clarity зэрэг автомашинууд аль хэдийн олон улсад худалдаалагдаж эхэлсэн. Эдгээр машин нь 500–700 км зам туулах чадвартай бөгөөд зөвхөн 3-5 минутын цэнэглэлт шаарддаг.

Мөн устөрөгчийн технологи зөвхөн автомашинаар хязгаарлагдахгүй. Өнөөдөр дэлхийн олон улс орон устөрөгчөөр ажилладаг галт тэрэг, автобус, ачааны машин хөгжүүлж байна. Герман улс бүрэн устөрөгчөөр ажилладаг галт тэрэг үйлчилгээнд гаргасан нь дэлхийд анхных байлаа.

Сорилтууд ба шийдлүүд

Энэхүү технологи өргөн хэрэглээнд хүрэхэд хэд хэдэн сорилт тулгарч байгаа нь:

• Өндөр өртөг: Платин зэрэг үнэт металууд түлшний элементийн катализаторт хэрэглэгддэг тул өртөг ихтэй. Гэхдээ орлуулах хямд материалууд дээр эрдэмтэд судалгаа хийж байгаа.
• Цэнэглэх дэд бүтэц: Устөрөгчийн цэнэглэх станцууд дэлхий даяар цөөн. Хөгжингүй орнуудад сүлжээг нэмэгдүүлэх томоохон төсөл хэрэгжиж байгаа.
• Аюулгүй байдал: Устөрөгч нь маш шатамхай тул өндөр даралттай хадгалах шаардлагатай. Харин орчин үеийн технологиуд үүнийг аюулгүй шийдвэрлэх олон шаттай хамгаалалттай болж байгаа.

Дүгнэлт

Цэвэр эрчим хүч, утаагүй орчин бол зөвхөн зорилго биш одоо боломжтой бодит байдал болж байна. Устөрөгч нь байгалийн баялагт дарамт учруулахгүйгээр хүний хэрэгцээг хангах хүчирхэг хувилбар юм. Хэдийгээр эхлэл шатандаа байгаа ч улс орнуудын техник технологийн хөгжил, хэрэглэгчдийн ойлголт нэмэгдэхийн хэрээр устөрөгчөөр ажилладаг автомашин бидний өдөр тутмын хэрэглээ болж хувирах цаг ойртсоор. . .