연료 전지 차량의 특징 및 개선점

연료 전지 차량의 특징 및 보급화

 

연료 전지 차량은 수소 가스를 사용하여 전기 모터에 전력을 공급합니다. 휘발유 나 디젤로 운행되는 기존 차량과 달리 연료 전지 자동차와 트럭은 수소와 산소를 결합하여 전기를 생산하여 모터를 작동시킵니다. 연료 전지 차량은 전기로만 구동되기 때문에 전기 자동차와 비슷하게 생각할 수 있지만 다른 전기차와 달리 범위와 급유 과정은 기존 자동차 및 트럭과 비슷합니다. 수소 가스를 전기로 변환하면 부산물로 물과 열만 생성됩니다. 즉 연료 전지 차량은 운전할 때 공기 오염을 일으키지 않습니다. 수소 자체를 생산하면 온실 가스 배출을 포함하여 오염으로 이어질 수 있지만, 오늘날의 초기 연료 전지 자동차와 트럭은 연료 가스와 비교할 때 배출량을 30 % 이상 줄일 수 있습니다. 수소 연료 전지 특징으로 연료 전지 차량의 연료를 주입하는 방법은 종래의 자동차 또는 트럭에 급유하는 것과 유사합니다. 가압 수소는 수소 충전소에서 판매되며 현재 모델을 채우는 데 10 분 미만이 소요됩니다. 일부리스는 급유 비용을 전적으로 충당 할 수 있습니다. 일단 채워지면 연료 전지 차량의 주행 범위는 다양하지만 가솔린 또는 디젤 전용 차량의 범위와 유사합니다. 플러그를 통해 배터리를 재충전하는 배터리 전기 자동차와 비교할 때 빠르고 중앙 집중식 급유와 더 긴 주행 ​​범위의 조합은 연료 전지를 장거리 요구 사항이있는 대형 차량 또는 플러그인 액세스가 부족한 운전자에게 특히 적합합니다. 다른 전기차와 마찬가지로, 연료 전지 자동차 및 트럭은 정지 신호 또는 교통 상황에서 연료 전지를 차단 하는 유휴 오프를 사용할 수 있습니다. 특정 주행 모드에서 회생 제동 은 손실 된 에너지를 포착하고 배터리를 충전하는 데 사용됩니다. 연료 전지 차량 (FCV)은 연료 전지 를사용하여 차량의 전기 모터에 전력을 공급합니다. 많은 FCV는 배터리 및 수퍼 커패시터와 결합 된 연료 전지를 사용하여 효율적으로 시동, 전력을 공급하고 일정한 전력 및 피크 전력을 위해 최고의 에너지 원을 활용합니다. 연료 전지 차량에서 연료 전지는 공기와 압축 수소의 산소를 사용합니다. 이 연료 전지 차량은 부산물로 물과 열만 방출합니다. 자동차 연료 전지 기술을 개발하는 주된 이유는 효율, 낮은 배출량 또는 제로 배출량, 수입원이 아닌 현지 공급원의 연료 생산 때문입니다. 자동차 연료 전지는 다음 특성 중 하나 또는 모두를 가질 수 있습니다. 연료 전지는 차량에 모든 전력을 공급할 수있는 크기입니다. 시동을 위해 배터리가있을 수 있습니다. 연료 전지는 일반적으로 일정한 양의 전력을 공급하므로 차량 가속 및 기타 전력 스파이크의 경우 일반적으로 배터리, 울트라 또는 슈퍼 커패시터 등과 같은 추가 장치가 켜집니다. 2 차 전원으로 연료 전지를 사용할 수 있습니다. 배터리가 차량에 전원을 공급하는 시스템을 설정할 수 있으며, 연료 전지는 필요할 때 배터리를 재충전합니다. 연료 전지는 차량의 전기 시스템의 일부 또는 전부를 작동시킬 수 있습니다. 때로는 다른 엔진이 추진에 사용됩니다. 자동차 연료 전지 시스템은 다양한 연료를 사용할 수 있으며, 연료 선택은 연료 공급 인프라, 연료 비용, 복잡성 및 저장 비용, 안전, 환경 적 영향 및 국가 에너지 정책과 같은 요인에 따라 달라집니다 . 연료 전지 차량의 대량 상용화에는 수소의 적절한 저장이 중요합니다. 수소는 압축 가스, 액체 또는 금속 수 소화물 과 같은 다양한 형태로 저장 될 수 있습니다. 압축 가스를 담는 탱크는 크고 부피가 큽니다. 신차의 평균 연비는 20 ~ 30 mpg입니다. 유럽과 일본의 자동차는 평균이 훨씬 적습니다. 현재 차량에는 10 ~ 16 갤런의 휘발유 또는 30 ~ 45 리터의 공간이 있습니다. 수소는 가솔린 차량보다 2 배의 효율을 가지기 때문에 이론적으로 5 ~ 8kg의 수소를 저장할 수 있으며 이는 200 ~ 400L에 해당합니다. 이는 연료에 필요한 공간을 크게 줄입니다. 액체 수소 탱크는 부피가 작지만 매우 낮은 온도에서 보관해야합니다. 특정 자동차 제조업체는 연료 전지에 다른 연료를 사용하기로 결정했지만 대부분의 제조업체는 여전히 미래의 옵션으로 순수한 수소를 선택합니다. 수소의 또 다른 옵션은 다양한 연료의 온보드 개질 또는 다양한 연료 유형을 연료 전지에 직접 공급하는 것입니다. 온보드 리 포밍은 온보드 스토리지 문제와 수소 인프라 부족을 제거 할 수 있습니다. 그러나 온보드 프로세서가 장착 된 연료 전지 차량에는 몇 가지 문제가 있습니다. 차량에는 배기 가스가 없습니다. 개질 된 수소는 순수하지 않으므로 연료 전지의 효율이 떨어집니다. 온보드 리 포밍은 전체 시스템의 복잡성, 크기, 무게 및 비용을 증가시킵니다. 연료 전지 스택에 연료 불순물의 장기적인 영향, 현재 태양 광 발전, 풍력 터빈 또는 바이오 연료를 기반으로 가정용 수소 발생 스테이션에서 일하고있는 몇몇 회사가 있습니다 . 수소를 생성하는 이러한 저 방출 방법은 다양한 오염도를 생성하는 기존의 수소 생성 방법보다 선호됩니다. 상업용 연료 전지 차량에서 대부분의 자동차 제조업체는 최소 20 년 동안 연료 전지 차량을 개발해 왔으며 하나 이상의 프로토 타입 차량을 시연했습니다. 이 자동차 회사들은 1990 년대 후반에 최초의 연료 전지 차량 프로토 타입을 시연했습니다. 상용 FCV는 압축 수소를 사용하지만 많은 제조업체에서도 메탄올과 같은 대체 연료 유형의 연료 전지 차량을 시연했습니다. 연료 전지 차량 개선 자동차 연료 전지에 대한 상당한 노력이 있었지만 연료 전지 차량을 대량 생산하기 전에 여전히 주요 과제를 해결해야 합니다. 이러한 과제 중 일부는 다음과 같습니다. 연료 전지 생산 비용을 낮추려면 새로운 기술, 대량 제조 방법 및 재료를 만들어야합니다. 수소 이외의 연료를 사용하는 경우 촉매의 CO 중독이 문제가 될 수 있습니다. 촉매는 시간이 지남에 따라 교체 또는 재생 될 필요가있을 수있다. 연료 탱크의 크기와 무게와 충분한 수소 인프라 부족하다. 연료 전지 차량의 도입에있어 가장 큰 장애물은 수소 인프라의 부족입니다. 새로운 연료 인프라를 구축하는 것은 비용이 많이 들지만 메탄올이나 에탄올 인프라를 구축하는 것보다 비용이 많이 들지 않습니다. 그러나 전 세계에 이미 150 개가 넘는 수소 연료 보급소가 있습니다. 천연 가스로 생산되는 수소는 휘발유보다 저렴할 수 있습니다. 물과 전기에서 가수 분해를 통해 생성 된 수소는 저렴한 오프 피크 전기를 사용하지 않거나 태양 전지판을 사용하지 않는 한 기존의 방법을 사용하는 가솔린보다 비쌉니다.