8 cosas que usted necesita saber sobre Hidrógeno combustible de células Coches

Hidrógeno vehículos de pila de combustible han estado alrededor por un tiempo, pero su introducción a los compradores de coches durante mucho tiempo ha sido detenido por un dilema de la gallina o el huevo: Un lanzamiento al por menor éxito de los automóviles y vehículos utilitarios deportivos eléctricos de pila de combustible requiere de un sistema de alimentación al por menor.Y cuando fue la última vez que vio a una estación de hidrógeno?

Además, los vehículos de pila de combustible - y las estaciones que darán poder a ellos - están a punto de convertirse en parte del paisaje, apenas 12 años después de American Honda comenzaron el arrendamiento de un puñado de coches construidos a mano para la ciudad de Los Angeles.

Los coches y las estaciones serán una presencia limitada en un primer momento, se limita a seleccionar las zonas del sur de California. Pero si algunos de los principales fabricantes de automóviles del mundo y los EE.UU. y varios gobiernos estatales tienen nada que decir al respecto, las estaciones finalmente se extenderán a lo largo de las zonas urbanas de la nación.

Los primeros vehículos de pila de combustible entraron en el mercado al por menor de esta primavera en los condados de Orange y Los Ángeles de California, cortesía del fabricante surcoreano Hyundai. Después en 2015 será ofrendas de Toyota y Honda de Japón. En 2017, se espera que General Motors y Mercedes-Benz para entrar en el mercado. Ford, Nissan y Volkswagen también están desarrollando los coches de propulsión eléctrica alimentada por gas hidrógeno.

Esto es lo que necesita saber acerca de estos coches y la seguridad de este combustible no familiar. Los vehículos no necesitan gasolina. Ellos no están vinculados a un enchufe eléctrico.Ellos producen cero emisiones del tubo de escape y pueden entregar 300 millas o más por tanque de combustible. Ellos pueden ser rellenados tan rápido - o más rápido - que un coche convencional con un tanque de gasolina de 15 galones. Después de extensas pruebas, los investigadores dicen que son tan seguros para conducir como los coches de gasolina.

1. ¿Cuál es el secreto de las pilas de combustible?
"vehículo de hidrógeno-celda de combustible" suena muy exótico, pero en realidad es sólo un coche eléctrico que sustituye a la batería grid-cargada voluminoso, pesado y caro con un relativamente pequeño, ligero y costoso electroquímico sistema que produce electricidad a bordo.

La célula de combustible es la planta de energía del sistema. En ella, el gas de hidrógeno extrae de un tanque presurizado a bordo reacciona con un catalizador, típicamente hecho de platino. El proceso de tiras de los electrones del hidrógeno, liberándolos para hacer su cosa - que ha de ser la electricidad que fluye a través del motor eléctrico para impulsar el coche.

Después se lleva a cabo su trabajo, los electrones vuelven a la celda de combustible, donde se reúnen con el hidrógeno de los padres en la presencia de oxígeno tirado desde el aire ambiente.Se reúnen en una proporción de dos átomos de hidrógeno a uno de oxígeno. Presto! Es H2O, o agua. El agua ayuda a enfriar la pila (todas esas moléculas excitadas hacen una gran cantidad de calor) antes de que luego gotea de tubo de escape del vehículo como una combinación de vapor y agua destilada.

Una pila de combustible no produce todo lo que muchos electrones, por lo que los fabricantes de automóviles se unen decenas de las células planas y rectangulares juntos en una pila de células de combustible para obtener energía suficiente para alimentar un coche o camión. La pila actúa como una batería, la liberación de la electricidad en un flujo constante para alimentar el motor eléctrico del vehículo y electrónica auxiliar.

Pilas de células de combustible normalmente se dimensionan para producir sólo un poco más de potencia que el vehículo se puede utilizar en aceleración normal y condiciones de crucero. El exceso, aumentada por la electricidad desde el sistema de frenado regenerativo del vehículo, se almacena en una pequeña batería de iones de litio para su uso cuando el vehículo necesita una cantidad extra de energía.

Una vez que la pila de células de combustible hace su magia, el vehículo es igual que cualquier otro vehículo de propulsión eléctrica en la carretera, corriendo casi en silencio con las cargas de aceleración, gracias al par de salida fuerte del motor eléctrico.

2. ¿de dónde sacamos el hidrógeno?
hidrógeno es el elemento más común en el planeta, así que no hay preocupaciones sobre la escasez. Rara vez existe como hidrógeno libre, sin embargo. Por lo general se une a otra cosa, como el hidrógeno en agua o en gas natural.

Hacemos un montón de hidrógeno en los EE.UU., sobre todo por el gas natural "reforma" para romper las moléculas y escindir sus átomos de hidrógeno. Y la mayor parte de lo que hacemos se utiliza en la refinación de petróleo o amoníaco de fabricación para la industria de los fertilizantes.

Algunos de combustible de hidrógeno para los coches de pila de combustible se extrae directamente de un oleoducto que sirve una de esas refinerías de petróleo. Está cerca de la Torrance, California, sede de ambas Honda americano y Toyota Motor Sales EE.UU.

Algunos de hidrógeno se hace en el lugar en algunas estaciones de abastecimiento de combustible que utilizan electrólisis para dividir las moléculas de hidrógeno a partir de agua. La electricidad para el proceso puede venir de in situ paneles solares o de la red eléctrica local.

La mayor parte de hidrógeno para el combustible, sin embargo, se hace en grandes plantas de procesamiento de hidrógeno, que son los mismos que sirven a la industria petrolera. El hidrógeno se transporta en camiones a continuación, a las estaciones y se almacena en grandes tanques molidas anteriormente.

Para convertirlo en combustible para vehículos de pila de combustible, el hidrógeno debe ser comprimido. La presente norma es de 10.000 libras por pulgada cuadrada, lo que también se designa como 700 bares. A continuación, se enfría para evitar que el calentamiento y la expansión a medida que se bombea en el vehículo. Que el equipo es parte de la estación de abastecimiento de combustible.

Un tanque de hidrógeno de vehículo de pila de combustible se dimensiona en kilogramos. Un tanque de hidrógeno de 4 kilogramos (8,8 libras) tiene la energía equivalente a 4 litros de gasolina.Estaciones de combustible de hidrógeno de hoy pueden llenar un tanque como en 3-5 minutos.

3. ¿Combustible de Hidrógeno seguro?
La respuesta corta es que el hidrógeno se comporta de manera diferente de la gasolina. Pero en general, es casi tan seguro como la gasolina que ahora ponemos en la mayoría de los tanques de combustible de los vehículos. De hecho, el tanque de gasolina promedio tiene tres o cuatro veces la energía - y por tanto, tres a cuatro veces el poder explosivo - de los tanques de hidrógeno que los vehículos eléctricos de primera pila de combustible van a utilizar.

El hidrógeno es el más ligero de los elementos, aproximadamente 14 veces más ligero que el aire.Así que a pesar de que es muy inflamable, escapado de hidrógeno (quema o no) se disipa rápidamente y por lo general en un tiroteo columna estrecha hacia arriba en la atmósfera.

Sus vapores no piscina en el suelo, al igual que los vapores más pesados ​​que el aire de la gasolina. Así que en la mayoría de los casos, el hidrógeno no presenta tan grande un incendio o peligro de explosión. Para minimizar aún más el potencial de explosión, casi todas las estaciones de combustible de hidrógeno almacenar el gas por encima del suelo en zonas bien ventiladas.

La Universidad de California en Irvine ha operado una estación de hidrógeno pública de una docena de años sin incidente, dice Carl Baust, alternativa especialista en proyectos de energía para la Autoridad de Bomberos del Condado de Orange. Varias otras estaciones de hidrógeno se abrieron en el sur de California y el área de Sacramento para aprovisionar de combustible a prueba los vehículos que han sido surcando las carreteras del estado desde 2002 hasta ahora, sino que también han sido sin incidentes.

Los vehículos propios tienen series de sensores de hidrógeno que las alarmas y válvulas de estanqueidad y las tuberías de combustible suenan en caso de una fuga de hidrógeno. Además, los tanques presurizados que sujetan el hidrógeno se han probado en varias ocasiones y ha demostrado ser seguro en las colisiones.

Una prueba consiste en disparar con munición real en los tanques para perforar ellos. Tanques perforados normalmente descargan su hidrógeno tan rápido que incluso si las capturas de gases de fuego que está fuera del tanque antes de la presión explosiva podrían acumularse.

En 2001, investigadores de la Universidad de la Facultad de Ingeniería de Miami incendiaron el hidrógeno en un tanque montado en una camioneta y luego perforaron la línea de combustible en un vehículo con motor de gasolina convencional y establecen la fuga de gas en llamas. La quema de hidrógeno frente a la gasolina prueba mostró que las llamas causaron daños "graves" al vehículo de gasolina, mientras que el vehículo de hidrógeno no estaba dañado debido a que el gas de hidrógeno quema ventilado y lejos del vehículo.

4. ¿Qué pasa con el Hindenburg
hidrógeno es aterrador para muchos estadounidenses a causa de un terrible incidente en 1937: Un zepelín alemán de transporte de pasajeros nombrado el Hindenburg se incendió mientras aterrizaba en Nueva Jersey durante una tormenta eléctrica. El accidente de fuego y como resultado murieron 36 personas y decenas más resultaron heridas. Las llamas de la quema de hidrógeno que había proporcionado ascensor para los billowed zepelín en el cielo nocturno.

¿O fue la quema de hidrógeno? El gas ha tenido la culpa por el desastre del Hindenburg casi desde el primer día, pero los investigadores modernos han demostrado que los millones de pies cúbicos de hidrógeno altamente inflamable o menos quemadas en menos de 60 segundos.

El humo y las llamas horrible capturado por cámaras de noticias ahora se cree que han sido en gran parte del combustible diesel que alimenta los motores del avión y el lienzo pintado a aluminio en polvo "bolsa de gas" que contenía el hidrógeno.

Así que sí, de hidrógeno del Hindenburg era probablemente el villano que comenzó la calamidad, pero sólo porque no era lo más seguro que utilizar para mantener enormes barcos más ligeros que el aire en altura no quiere decir que no es seguro para su uso como combustible en vehículos terrestres.

5. ¿Por qué podría estar interesado en un vehículo de combustible-Cell?
celdas de combustible de automoción son vistos por muchos como la mejor apuesta para la sustitución generalizada de los motores de combustión interna en los EE.UU. Este es un país donde los coches y camiones tienden a ser grandes. Distancias de conducción también tienden a ser más largo que los coches eléctricos de batería tienen capacidad - o tantos automovilistas piensan.

El argumento a favor de los vehículos de pila de combustible es bastante simple: Un sistema eléctrico de pila de combustible no se van-constreñida como un sistema de batería eléctrica.Vehículos de pila de combustible no están atados a los cables de carga. Ellos llevan suficiente combustible para 250 a 350 millas de alcance y sus tanques pueden rellenarse tan rápido como el de los tanques de gasolina vehículos estándar. Pocos piensan que reemplazarán a los coches eléctricos de batería, que pueden hacer un montón de sentido para los conductores con desplazamientos cortos. Pero se espera que se convertirá en una parte importante de la flota de combustibles alternativos en los próximos años.

Típicamente, un sistema de pila de combustible es dos veces tan eficiente como un sistema de gasolina. La mayor parte de los vehículos de pila de combustible que llegan al mercado en los próximos años será capaz de entregar cerca de 70 millas por kilogramo de combustible. Eso es el equivalente de 70 millas por galón. No hay precio de venta establecido para el combustible de hidrógeno, pero la mayoría de los proveedores de decir $ 10 por kilogramo es aproximadamente el adecuado para los primeros días de ventas de bajo volumen. El precio se espera que con el tiempo a caer a la paridad con la gasolina.

Además, los sistemas de pilas de combustible son mucho más ligeros y más pequeños que los paquetes de baterías que dominan plug-en los sistemas de propulsión eléctrica. Esto significa que pueden ser más fácilmente incrementar sin las sanciones de peso que hacen que los sistemas plug-in poco práctico para grandes sedanes, SUVs y camionetas.

Así, mientras que los vehículos eléctricos de batería suelen ser modelos compactos y subcompactos con alcance limitado y largos tiempos de recarga, de pilas de combustible los vehículos eléctricos son rápidos y fáciles para abastecerse de combustible. Sistemas de células de combustible podrían generar desde una minicoches para camionetas grandes.

También son verdaderos vehículos de cero emisiones, tan limpia como los coches eléctricos de batería en la carretera. También son casi tan limpia sobre una base del pozo a la rueda, dice Steve Ellis, director de marketing de células de combustible nacional de American Honda.

"Cuando el hidrógeno se hace a partir de gas natural, hay por lo menos un 60 por ciento menos de emisiones de CO2 en un pozo a las ruedas-que de la gasolina", dice. "Además hay una alineación de uno-a-uno con los coches de gasolina" en términos de alcance, comodidad y, en última instancia, las variedades de vehículos que será capaz de conseguir.

"Ellos son el vehículo sólo con cero emisiones que permite un impacto realmente significativo" en la calidad del aire y el consumo de petróleo, dice Craig Scott, gerente nacional de Toyota de vehículos de tecnología avanzada.

6. cuánto costarán?
Los fabricantes de automóviles no les gusta revelar sus costos, por razones de competencia, entre otras cosas. Pero cuando Honda comenzó a probar su sedán de pila de combustible FCX Clarity en 2008, la mayoría de los periodistas lo llamaron un coche del millón de dólares y el fabricante de automóviles no se opusieron.

Desde entonces, sin embargo, la charla ha sido sobre todo acerca de cuánto costo ha sido recortado como la tecnología de pila de combustible ha mejorado.

Hyundai dijo que ha reducido el costo de la construcción de su vehículo eléctrico de pila de combustible en un 70 por ciento en la última década. Se espera que el costo de los vehículos de pila de combustible para llegar a la paridad con el costo de los automóviles convencionales de tamaño similar y equipados para el año 2020.

El fabricante de automóviles está ofreciendo el  Hyundai Tucson vehículo de pila de combustible de 2015 , un SUV crossover de tamaño mediano, en un sólo arrendamiento base por $ 499 al mes.Las cuotas del arrendamiento también cubre todo el mantenimiento y combustible.

Toyota y Honda están ahorrando detalles financieros en sus vehículos hasta que estén cerca de su lanzamiento, pero de Toyota Craig Scott dijo que la compañía normalmente ofrece a sus clientes la opción de compra o leasing, como lo ha hecho con sus diferentes híbridos y la batería eléctricaRAV4 EV .

"No podemos vender en volumen por lo que tenemos para que sean asequibles", dice Scott.

7. Will Vehículos estar fácilmente disponible?
Puede que no haya muchos coches de pila de combustible en un primer momento. No había muchos híbridos de gasolina y electricidad cuando Honda y Toyota le hicieron frente al mercado de Estados Unidos con sus ofertas iniciales en 1999 y 2000, tampoco. Pero los fabricantes de automóviles y los gobiernos regionales y nacionales están apostando miles de millones de desarrollo y comercialización de dólares que los coches se pongan al día.

Disponibilidad inicial será en el sur de California, ya que es donde se encuentran nueve de las 11 estaciones de hidrógeno públicas en el país. Hay una estación de 10 º en el norte de California, cerca de San José, mientras que el 11 se encuentra en Carolina del Sur.

Hyundai comenzó el arrendamiento de su vehículo eléctrico 2015 Tucson de pila de combustible en junio y se la ofrece a través de sólo tres concesionarios del sur de California: Hardin Hyundai en Anaheim, Tustin Hyundai en Tustin y Win Hyundai en Carson. Otros distribuidores seguirán si la demanda dicta.

Toyota y Honda no han anunciado sus concesionarios iniciales aún, pero es probable que tenga más de tres cada uno, dado el tamaño de sus redes de concesionarios.

8. ¿dónde consigo combustible?
Una pequeña red de estaciones de combustible de hidrógeno apoyará el lento despliegue de los vehículos que conducen como los coches eléctricos alimentados por baterías, pero conseguir su combustible de una bomba en lugar de un tapón.

Hoy sólo hay 10 estaciones públicas en California, pero 17 más están en construcción. El estado tiene un plan de combustible de hidrógeno que ver 68 estaciones ubicadas estratégicamente en las regiones metropolitanas del sur y del Área de la Bahía de California a finales de 2017, con una meta de 100 estaciones en 2020.

El financiamiento para la construcción, en un promedio de 1,5 millones de dólares por estación, se está proporcionando por becas de Vehículo Alternativo de California y Combustibles Renovables yel Programa de Tecnología .

Un estudio realizado por investigadores de la Universidad de California en Irvine miró a los datos del censo a nivel de calle y de planificación de la tierra y tomó posiciones para cada una de las 68 estaciones iniciales. Desarrolladores de de la universidad CALLE plan de estación de hidrógeno dicen que poner una estación de hidrógeno en una de seis minutos en coche de 80 por ciento de los californianos que viven en áreas que, demográficamente, son aquellos en los que los clientes de coches de pilas de combustible lo más probable residen.

Más allá de 2017, los partidarios de hidrógeno planificar estaciones similares a abrir en otras regiones del país que han demostrado amigable a los vehículos de combustible alternativo. Una asociación público-privada llamada H2USA, formada en 2013 por el Departamento de Energía, está coordinando los planes nacionales.

El objetivo final es una de costa a costa y de la red de la frontera a frontera que hará poseer y conducir un vehículo de pila de combustible tan fácil como poseer y conducir los vehículos de gasolina y diesel es hoy.

Por John O'Dell