우리가 약속한 모든 수소 자동차는 어디에 있습니까?
연료 전지 구동 차량은 몇 가지 큰 걸림돌을 피할 수만 있다면 여전히 미래의 길입니다.
지금 당장은 화석 연료를 태우지 않고 공해나 온실 가스를 생산하지 않고 로켓에 동력을 공급하는 것과 동일한 화학반응을 일으키고 Tesla보다 두 배나 많은 마일리지를 얻는 친환경자동차를 운전할 수 있습니다. 그렇다면 친환경자동차 수소차 원리에서 수소연료전지차라고 하는데 캘리포니아에 살지 않는 이상 도로에서 한 번도 본 적이 없을 것입니다.
오늘날에는 배터리로 구동되는 전기 자동차가 우리의 도로를 지배할 운명인 것처럼 보이지만, 한때 미래의 자동차로 떠오른 수소 자동차는 드물고 상대적으로 알려지지 않았습니다. 연료 전지는 실제로 더 나은 갤런당 마일과 더 빠른 급유 시간을 포함하여 경쟁 제품보다 많은 이점이 있습니다.
그렇다면 우리가 약속한 수소차는 어떻게 되었을까요?
친환경자동차 수소차 작동 원리
가장 먼저 알아야 할 것은 수소 자동차 는 전기 자동차입니다. 우리는 전기차를 Tesla, Nissan Leaf, Chevy Bolt와 같은 배터리 구동 차량으로만 생각하는 경향이 있지만, 기체 연료로 작동한다는 사실에도 불구하고 수소 연료 전지는 실제로 전기로 차량에 동력을 공급합니다.
"플러그인 하이브리드, 하이브리드, 배터리 전기, 연료 전지 및 여전히 전기 모터를 사용하는 나중에 나올 그 밖의 모든 것을 포함하는 전기 자동차에 대해 이야기할 때"라고 연료 전지 및 연료 전지 및 실험실 프로그램 관리자인 Keith Wipke는 말합니다.
그러나 연료 전지는 배터리와 많이 다릅니다. Tesla Model S의 뱃속에 있는 거대한 리튬 이온 배터리는 양극과 음극을 가로지르는 전압으로 전기 에너지를 저장합니다. 연료 전지는 연료(일반적으로 수소)와 공기 중의 산소 사이의 전기화학반응을 통해 전기를 생산합니다. 반응 중에 수소와 산소가 결합하여 부산물로 전기 에너지와 무해한 수증기를 생성합니다. 초기 화학반응이 충분히 크면 차량 전체를 움직일 수 있습니다.
역학과 화학의 이 춤은 로켓 엔진에 동력을 공급하는 수소-산소 반응과 유사합니다( The Martian에서 기억할 수 있습니다 ). 이 경우 반응에 의해 생성된 에너지는 연료 전지를 통해 흐르며 폭발 대신 전기를 생산합니다. 두 경우 모두 독성 부산물 없이 엄청난 양의 에너지가 방출되기 때문에 수소 연료 전지는 전기 자동차의 훌륭한 동력원이 됩니다.
수소 자체는 이 과정을 역으로 진행하여 생성할 수 있습니다. 이를 전기분해라고 합니다. 물에 전류를 흐르게 하면 H2O가 수소와 산소로 분리됩니다. 그러나 더 일반적으로 수소는 고온 및 고압 증기가 천연 가스와 결합하여 수소를 생성하는 증기-메탄 개질(steam-methane reforming)이라는 공정에서 천연가스로부터 대규모로 생산됩니다.
역학과 화학의 이러한 춤은 로켓 엔진에 동력을 공급하는 수소-산소 반응과 유사합니다.
이 과정에서 친환경자동차 수소차 원리는 약간의 이산화탄소가 생성되므로 수소 연료 자체가 100% 깨끗하지는 않습니다. 그러나 배터리 전기 및 하이브리드와 관련된 CO2 배출량과 유리하게 비교되며 환경 영향 측면에서 화석 연료 차량보다 분명히 우수합니다.
캘리포니아 주는 차량에 들어가는 수소의 최소 33%를 재생 가능 에너지원에서 가져와야 하며 궁극적으로 100% 재생 가능 에너지로 나아가기를 희망합니다. 이는 연료 전지 차량을 그리드 전력으로 실행되는 배터리 전기와 일치시킵니다.
많은 긍정적인 요소, 하나의 값비싼 부정적인 요소
배터리 전기 자동차가 전면에 등장하면서 자동차 산업은 운전자에게 두 가지 주요 단점과 씨름하고 있습니다. 첫째, 배터리 차량을 완전히 충전하는 데 몇 시간이 걸릴 수 있으며(고속 충전기에 액세스 할 수 없는 경우) 둘째, 배터리가 가득 차 있더라도 대부분의 전기 자동차는 일반 자동차의 절반 거리를 주행하는 데 어려움을 겪습니다. 가득 찬 가스탱크.
연료 전지 차량에는 이러한 문제가 없습니다. 수소는 가스처럼 차량의 연료 탱크로 펌핑될 수 있습니다. 가솔린이나 디젤과 같은 방식으로 빠르게 주유할 수 있습니다. 그리고 연료 탱크가 가득 차면 연료 전지 차량은 휘발유 차량만큼 멀리 이동할 수 있습니다. Toyota Mirai는 현재 시장에 나와 있는 상업용 연료 전지 세단 중 가장 짧은 주행 거리를 가지고 있으며 전체 탱크에서 317마일을 갑니다. 이는 기본 모델 Tesla Model 3가 한 번 충전으로 이동할 수 있는 220마일보다 거의 50% 더 넓은 범위입니다.
"원하는 전동기의 종류를 선택하여 적용할 수 있습니다. 친환경자동차 수소차 원리 거기에는 장벽이 없습니다."
Wipke는 "가솔린펌프에서 디스펜서를 잡고 있을 때 실제로 손을 통해 얼마나 많은 에너지가 흐르는지 보면 1~2 메가와트 정도입니다."라고 말합니다. 이것을 표준 벽면 콘센트에서 사용할 수 있는 2킬로와트(1000배 적은 전력)와 비교하십시오. 배터리 전기의 충전 시간이 긴 이유를 쉽게 알 수 있습니다.
"수소를 사용하면 여전히 분자가 움직이고 있습니다. 충분한 압력과 낮은 저항의 흐름 경로만 있으면 분자를 스테이션에서 자동차로 매우 빠르게 이동할 수 있습니다."라고 그는 설명합니다.
일단 그 분자가 자동차에 들어가면 연료 전지 자동차와 배터리 구동 자동차 사이에 거의 차이가 없습니다. 배터리 차량은 믿을 수 없을 정도로 높은 성능으로 유명합니다. Tesla는 2017년에 0에서 60까지의 기록을 세웠습니다. 그러나 American Honda의 연료 전지 차량 관리자인 Stephen Ellis에 따르면 연료 전지 차량은 자체적으로 보유할 수 있습니다.
"[Honda] Clarity에 충분한 모터를 넣으면 0-60번도 칠 수 있습니다."라고 그는 말합니다. “다시 말하지만 Clarity 연료 전지는 완전 전기 자동차입니다. 원하는 전기 구동 모터의 종류를 선택하여 적용할 수 있습니다. 거기에는 장벽이 없습니다.” 그러나 이러한 모든 이점은 현재 높은 대가를 치르고 있습니다. Honda의 Clarity 연료 전지 차량은 현재 배터리 모델의 거의 두 배에 달하는 비용으로 임대하고 있습니다. 다행스럽게도 여기에는 현재 수소 킬로그램당 약 14달러에 해당하는 연료 비용이 포함됩니다. 에너지 측면에서 이는 휘발유 1갤런당 약 $5.60에 해당합니다. 차량과 연료의 가격은 시간이 지남에 따라 낮아져야 하지만, 현재로서는 연료 전지의 장점에 상당한 가격표가 따를 것입니다.
이제 우리는 연료 전지 차량의 큰 걸림돌에 도달했습니다. 오늘날 캘리포니아 밖에서 연료를 구하는 것은 거의 불가능합니다. 캘리포니아 연료 전지 파트너십 목록 (40)는 현재 거의 모든 로스앤젤레스 또는 베이 지역 내에서 수소 충전소를 운영. 연료 전지 차량의 소유자가 그 나라의 다른 곳으로 여행하기를 원하면 운이 좋지 않습니다.
Wipke는 "소비자는 차량을 좋아합니다. "문제는 수요를 따라갈 수 있을 만큼 충분히 빠르게 주유소를 건설하는 것이었습니다."
연료 전지 산업이 그 수요를 충족시키지 못하는 것은 노력이 부족하기 때문이 아닙니다. 업계는 한 달에 약 1개의 새로운 주유소를 개설하고 있으며 2025년까지 캘리포니아에 200 개 주유소의 목표를 달성하기 위해 순조롭게 진행 중입니다. 그럼에도 불구하고 수소는 현재 주에 있는 약 8,500개의 주유소와 17,000개의 배터리 차량용 전기 충전소 보다 훨씬 뒤처져 있을 것입니다.
다른 곳에서는 수소 인프라가 미국의 나머지 지역에 거의 존재하지 않으며 연료 전지 자동차는 대부분의 주에서 판매되지 않습니다. 뉴욕과 코네티컷 에 두 개의 주유소가 있지만 Wipke는 Northeast가 캘리포니아보다 4~5년 뒤처져 있다고 말합니다. 밀도와 정치적 환경을 고려할 때 북동부는 실제로 수소의 다음 붐이 일어날 장소일 수 있습니다. 그러나 강력한 네트워크를 구축하는 것은 캘리포니아에서보다 더 어려울 것입니다.
자동차, 운송 수단, 운송, 육상 차량, 버스, 아스팔트, 관광버스 서비스, 자동차 주차 조명, 가로등, 상업용 차량, 오렌지 카운티 교통국의 수소 연료 전지 버스.
옥타
Wipke는 “단순히 하나의 상태가 아니라 더 많은 사람들이 참여하고 기술에 익숙해져야 한다는 문제가 있었습니다.”라고 말합니다. "그것은 더 느린 과정입니다."
그는 연료 전지 차량이 뉴욕에서 실행 가능한 교통수단이 되기까지는 여전히 몇 년이 걸릴 것으로 추정합니다. 그것이 하이브리드 및 전기 인프라에 뒤쳐져 있지만 Wipke는 수소 자동차가 그 격차를 좁힐 수 있다고 생각합니다.
"자동차 [제조업체]가 수소에 대해 열광하는 이유 중 하나는 수소가 실제로 차량의 모든 단일 차량을 대체할 수 있는 무공해 차량 플랫폼을 제공하기 때문입니다."라고 그는 말합니다. "견인 기능과 장거리 주행이 가능한 초대형 트럭이나 SUV가 있는 경우 수소를 사용하지 않는 경우 이러한 차량을 전기 구동 장치로 교체하는 것은 매우 어렵습니다."
이러한 차량 중 일부는 이미 존재하거나 개발 중입니다. General Motors는 연료 전지 픽업트럭을 연구하고 있으며 현대는 연료 전지 SUV를 출시했으며 Toyota는 수소 동력 트랙터 트레일러를 설계하고 테스트하는 데 지난 3년을 보냈습니다. 오렌지 카운티의 주민들은 연료 전지 탈 수 있었습니다.
대부분의 미국인은 연료 전지 차량을 본 적이 없지만 언젠가는 수소 충전소가 여러분 근처에 건설될 것입니다. 북동부 지역에서 일반화되면 주유소가 해안에서 안쪽으로 확장되기 시작할 것이며 Wipke와 Ellis는 둘 다 수십 년 안에 주유소와 함께 수소 자동차가 거의 모든 곳에 있을 것이라고 추정합니다. 지금까지 친환경자동차 수소차 원리였습니다.
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