나는 중학교 때부터 이 문제를 생각해 보았는데, 당연히 많은 과학자들이 공략해야 한다. 한국 현대가 수소에너지를 자동차 분야에 적용하는 데 앞장섰지만 일본 도요타는 사람들에게 이 기술을 익히게 했다.
도요타 미라이 미래 조합은 도요타가 20 14 에 출시한 최초의 수소 연료 전지 자동차다. 미라의 미래 조합은' 미래' 의 로마자 철자이다. 도요타 미라이의 미래 조합은 전통적인 연료차보다 작동 원리가 더 간단하다.
차량은 크게 세 부분으로 나눌 수 있다. 앞부분은 "구동 단위", 차체 중부는 "용량 단위", 차체 뒤쪽은 "에너지 저장 단위" 입니다.
차량이 주행할 때 차 앞의 흡기 그릴은 공기 (산소) 를' 용량 단위', 즉 연료 전지로, 수소도' 에너지 저장 단위' 에서' 용량 단위' 로 전달한다. 여기서 수소와 산소의 반응은 전기, 열, 물을 생산한다. 전기는' 구동장치' 구동 바퀴로 전달되고, 여분의 전기는 꼬리로 전달되어 에너지 저장 배터리에 저장된다. 열은 반응 온도를 보장하는 데 사용되며, 여분의 열은 냉각을 통해 유실된다. 물이 배수관을 통해 배출되다.
도요타 미라이의 미래 조합인' 에너지 저장 장치' 에는 에너지 저장 배터리뿐만 아니라 수소 저장 탱크도 있다. 수소 저장 탱크 2 개, 각각 뒷차축 전후 총 용량 122.4L, 압력 70Mpa (국내 수소 저장 설비는 일반적으로 35Mpa), 항속 마일리지 600km-700km, 수소화는 주유처럼 간단하고 3 분만에 할 수 있다.
수소 연료에 대해 사람들이 가장 먼저 생각하는 것은' 인화성 폭발성' 이다. 도요타 미라이 미래 조합의 수소 저장 탱크는 3 층 설계를 채택하고 있으며, 가장 안쪽의 고분자 물질은 수소와 반응하지 않는다. 중간층은 열가소성 탄소섬유 강화 플라스틱으로 만들어졌다. 최외층은 유리 섬유 고분자 재료로 만들어졌다. 수소 저장 탱크는 소형 무기의 공격에 저항할 수 있고, 강도가 높고, 제조 비용이 높다.
수소의 폭발 한계는 4%~75.6% 로 이 농도보다 낮거나 이 농도보다 높아서 불을 만나도 폭발하지 않는다. 이 농도 범위를 피하기 위해 도요타 미라이 미래 조합의 수소 저장 탱크에는 수용 가능한 압력 릴리프 밸브가 장착되어 있어 차량에 화재가 발생하면 수소 저장 탱크에서 수소를 신속하게 배출합니다.
수소 연료 전지는 확실히 자동차 공업을 위해' 새로운 에너지' 를 찾았지만, 그 발전에도 많은 장애물이 있다.
장애물 1: 수소의 공급원
전기자동차가 그 배출이 오염되지 않은 것을 선전할 때, 그 뒤의 석탄발전소는 석탄 등 재생 불가능한 자원을 소비하고 있다. 수소 연료 전지 자동차는 이제 이 문제에 직면해 있다. 우리 중학교부터 전해수에 수소 생산을 배웠지만 대규모 전해수에 수소 생산 비용이 높다. 현재, 수소 생산의 수단은 여전히 광물과 석유 등 재생 불가능한 자원으로 만들어졌다. 더 순수한 수소를 얻기 위해서, 우리는 광전기 수소 기술의 개선을 기다려야 한다.
장애물 2: 높은 비용
도요타 미라이 미래조합은 일본에서 현지 판매가가 74 1000 엔으로 인민폐 약 46 만원에 해당한다. R&D 비용을 제쳐두고 차량의 제조 비용도 비싸다. 위에서 언급한 탄소섬유+복합수소탱크 외에도 연료전지더미에는 귀금속인 텅스텐이 필요하다. 각 도요타 미라이 미래 조합은 약 15g 가 필요하며, 다른 수소 연료 전지 자동차도 약 20g-50g 를 사용한다. 세계 백금 광산의 총량은 약 150t 이다. 만약 우리가 더 경제적인 재료 대체품을 찾을 수 있다면, 수소 연료 전지 자동차는 광범위하게 응용될 수 있을 것이다.
장애물 3: 보안이 검증되어야 합니다.
도요타 미라이 미래조합사의 수소 저장 탱크에는 많은 보안 기술이 있지만 그 안정성은 아직 논의되지 않았다. 수소는 매우 활발한 기체이며, 이것이 수소가 연료로 환영받지 못하는 이유 중 하나이다. 현재 도요타 미라이 미래 조합의 충돌 안전성을 검사하는 제 3 자 기관은 없다. 연료차의 수준에 보급하려면 개선하지 않아도 퇴보할 수 없다.
연료 자동차에 비해 수소 연료 전지 자동차는 이미 제로 배출을 달성했다. 전기 자동차보다 수소 연료 전지의 폐기 배터리 오염이 적고 수소화가 더 빠르다. 수소에너지는 자동차에 혁명적인 의미를 지닐 뿐만 아니라, 전 세계 공업 발전과 에너지 체계에도 중요한 역할을 한다. 언젠가 인류가 수소 에너지의 이용을 완전히 파악할 수 있다면 진정한 지속 가능한 발전을 이룰 수 있을 것이다.