Alternatywne z
ródła
energii
Magazynowanie energii
Ostatnia zmiana: 4.12.2010 Czas wykładu: 1 godz.
Chemiczne
- wodór
- biopaliwa
Elektrochemiczne
- ogniwa galwaniczne (akumulatory, baterie
 kilkadziesiąt Wh / kg)
- ogniwa paliwowe
Elektryczne
- kondensatory
- superkondensatory (do kilku tysięcy F, kilka Wh/kg)
- nadprzewodnikowe akumulatory magnetyczne
Mechaniczne
- sprężone powietrze
- koła zamachowe
- akumulator hydrauliczny
(zbiorniki wyrównawcze)
- hydroenergetyka
- sprężyny
Termiczne
- roztopiona sól
- ciekły azot, ciekłe powietrze
- baseny słoneczne
- gorące skały
- akumulator parowy
Przykład: Toyota Prius
" Odzyskiwanie energii hamowania
" Silnik spalinowy ze spalaniem wewnętrznym w obiegu
Atkinsona (12-14% wyższa sprawność, niż cyklu Otto);
wyłączanie silnika przy zatrzymaniu pojazdu
" Dwa silniki elektryczne/prądnice
- MG1  rozrusznik, równoważenie przekładni
planetarnej
- MG2  50 kW (67KM)  główny silnik el.
" Zespół przeniesienia napędu Hybrid Synergy Drive
(HSD), oparty na zastosowaniu przekładni planetarnej,
bezstopniowa zmiana przełożenia
" Bateria akumulatorowa NiMH  273,6 V, 6,5 Ah
(Panasonic)
cx = 0.26
"
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_fuel_cell_vehicles
Ok. 20 firm, od początku lat 90-tych  samochody
eksperymentalne
2007: Honda FCX Clarity  (niewielka) produkcja seryjna
http://www.honda.co.jp/FCX/concept/index.html
http://automobiles.honda.com/fcx-clarity/
Wybrane dane:
- moc silnika elektrycznego 98 kW (134 KM),
- maksymalny moment obrotowy 256,24 Nm od 0-3056 obr./min.,
- przyspieszenie od 0-90 km/h 8,5 s
- zużycie wodoru (w przeliczeniu na l/100km) 3,45 l/100km
- stos baterii litowo-jonowych - SEM (siła elektromotoryczna) 288 V,
- zasięg ponad 451 km, (4,1 kg wodoru, ogniwo paliwowe)
- masa ok. 1600 kg; koszt paliwa na km o połowę niższy, niż benzyna
- cena leasingu ok. 600 $/miesiąc (Kalifornia, 2010),
koszt produkcji 120-140 k$; ok. 70 szt. dostępnych na świecie
Zasada działania ogniwa paliwowego alkalicznego
Na katodzie: O2 + H2O + 4e- (OH)-
Na anodzie: 2H2 + 4(OH)- H2O + 4e-
Procesy wytwarzania wodoru:
- elektroliza
- produkcja przemysłowa na bazie węglowodorów,
zużycie na miejscu (ulepszanie paliw, produkcja amoniaku)
Konwersja alkanu nad parą wodną (reforming parowy)
- przeróbka gazu ziemnego:
CH4 + H2O CO + 3 H2
(gaz syntezowy)
2 CH4 + O2 2 CO + 4 H2
Gazyfikacja węgla - metoda Boscha  reakcja pary wodnej
z koksem:
C + H2O CO + H2 CO + H2O CO2 + H2
Procesy wytwarzania wodoru:
- reforming  odwodornienie węglowodorów nasyconych
C6H12 C6H6 + 3 H2
- fotoredukcyjny rozkład wody hydrogenazą
- beztlenowy rozkład biomasy (bakterie)
- elektroliza wysokociśnieniowa i wysokotemperaturowa
(wykorzystanie energii jądrowej)
- termochemiczny rozkład wody (niepraktyczne)
Magazynowanie wodoru:
- w formie gazowej, pod ciśnieniem (8-16 MPa)
(efektywność 70%, dyfuzja przez metale, bezpieczeństwo)
- w formie ciekłej (koszt)
litr benzyny  116 g H2, litr wodoru  71 g
- w postaci związanej (wodorki, najlepszy w.litu, 1:1600;
odzysk po podgrzaniu); problemy  warunki procesu
wytwarzania, ulatnianie się wodoru
- w metanolu
- w stopach absorbujących wodór
Problemy:
- wybuchowość
- lotność, dyfuzja przez metale
- emisja tlenków azotu przy spalaniu
- potencjalne zagrożenie: tworzenie wolnych rodników
przez ulatniający się wodór