Tanie ogniwa paliwowe konkurencją dla silników spalinowych?
Postępy na polu ogniw paliwowych mogą spowodować, że technologia ta będzie na tyle tania, że w niedalekiej przyszłości zastąpi silniki spalinowe, uważają naukowcy z University of Waterloo. Informują oni o powstaniu ogniwa paliwowego, które może pracować co najmniej 10-krotnie dłużej niż dotychczas stosowane technologie. To zaś oznacza, że przy produkcji na skalę masową używanie takich ogniw do zapewniania energii pojazdom może okazać się konkurencyjne cenowo w stosunku do pojazdów z napędem spalinowym.
Dzięki naszej technologii napęd wykorzystujący ogniwa paliwowe może być porównywalny kosztowo lub tańszy niż napęd spalinowy. Z nadzieją patrzymy w przyszłość. To technologia, która może rozpowszechnić czyste napędy, mówi Xinguo Li, dyrektor Fuel Cell and Green Energy Lab na University of Waterloo.
Obecnie stosowane ogniwa paliwowe mogłyby teoretycznie zastąpić paliwa kopalne w napędach pojazdów, jednak się zbyt drogie. Kanadyjscy naukowcy rozwiązali problem kosztów znacząco wydłużając żywotność ogniwa poprzez produkowanie stałych ilości energii. To zaś oznacza, że ogniwo, które produkuje energię z reakcji łączenia tlenu i wodoru, może być znacząco prostsze, a zatem i tańsze.
Znaleźliśmy sposób na obniżenie kosztów przy jednoczesnym spełnieniu założeń co do wydajności i trwałości, cieszy się Li. Kanadyjczycy mają nadzieję, że dzięki ich technologii ogniwa paliwowe zaczną się upowszechniać i z czasem zastąpią zarówno samochody spalinowe jak i standardowe pojazdy elektryczne.
To dobry pierwszy krok, zmiana, która może być odpowiedzią na problemy związane ze spalaniem paliw kopalnych przez transport, dodaje uczony.
Komentarze (31)
Przemek Kobel, 9 maja 2019, 12:59
Przezornie ani słowa o wydajności, a ich praca nie jest dostępna publicznie. Szacun...
Jajcenty, 9 maja 2019, 13:33
1) są liczby i to całkiem pokaźne:
The results indicate that the durability of the onboard fuel cells can be increased 11.8, 4.8 and 6.9 times, respectively, for an urban, highway and a combined urban-highway driving cycle.
2) Ogniwo jest stare, wodorowe, zwykłe, niezmienione. Nie ma przełomu w chemii czy fizyce ciała stałego. Jest optymalizacja przez równoważenie czasu pracy i wydawanej mocy.
Przemek Kobel, 9 maja 2019, 13:56
Trochę para w gwizdek - czysty wodór ma małe szanse na masowe zastosowanie, no chyba że komuś zależy na przebiciu widowiskowości samozapłonów litówek. Zdaje się, że w litrze benzyny jest więcej atomów wodoru, niż w litrze czystego płynnego wodoru. A jeśli tak samo chcą usprawniać inne rodzaje ogniw (np. na metanol), no to one mają wydajność na poziomie starych silników spalinowych (czyli ułamek wydajności współczesnych).
tempik, 9 maja 2019, 14:58
do tego większość wodoru produkuje się z kopalin. Chyba większą przyszłość mają elektryki. W elektrykach nie ma problemu z mocą, jest nawet dużo lepiej niż w spalinowych. Tylko ten zasięg trochę za mały albo czas ładowania za duży. jakby dało się przejechać do 1000km po czym w trakcie 8godzinnego snu naładować do pełna to biorę w ciemno
Jajcenty, 9 maja 2019, 15:12
No tak jakieś 9 razy więcej porównując do oktanu. Ale na wagę jest lepszy. Zasilanie ciekłym wodorem nie wchodzi w rachubę z wielu względów. Może gdyby użyć jakichś super złóż mega porowatych w zbiorniku wytrzymującym GPa.
Kopaliny kiedyś się skończą, a do pracy jeździć trzeba. Kiedyś dorobimy się taniego prądu do elektrolizy, albo powstanie katalizator potrafiący robić wodór z ultrafioletu. Chyba widziałe na KW doniesienia o takich próbach. Nawet mały stopień konwersji nas urządza. Nie sądzę by elektryki na ogniwa były rozwiązaniem. Zaraz będzie problem recyklingu, wspomnianej widowiskowości, pyłu z opon i klocków, itp. Wydaje się że sama idea jeden człowiek - jeden samochód prowadzi donikąd. Nie ma na to dróg wystarczająco szerokich - nigdzie poza Koreą Płn.
edit: usuwanie słabych żartów. Zostały tylko te dobre
Krzychoo, 9 maja 2019, 16:52
Był też artykuł o przechowywaniu wodoru w postaci kwasu mrówkowego: https://kopalniawiedzy.pl/wodor-kwas-mrowkowy-EPFL-Ecole-Polytechnique-Federale-de-Lausanne-Gabor-Laurenczy,11970
benek, 10 maja 2019, 16:44
Przeciez energia z wiatraków się marnuje gdy za mocno wieje.Wodór zatem staje się akumulatorem bo się go produkuje przy wiatraku
Tomasz Winter, 10 maja 2019, 17:13
Nie wiem o czym piszesz, samochody spalinowe, benzynowe już przed wojną osiągały 200 km /h i spalanie na poziomie 9L/100km. Poza tym miały magnezowe głowice i odchylane wałki rozrządu. Cała współczesna technologia silników spalinowych udoskonalona została gównie w zakresie "poprawiania niedoróbek w locie", obecnie produkowane silniki spalinowe nie są nawet w połowie tak dokładnie wyprodukowane jak te z czasów wojny, po prostu klienci są obecnie mniej wymagający.
Co do samych ogniw paliwowych, hmmm ... jeżeli źródłem wodoru będzie zbiornik z wodą to pomysł jest OK :) Jakoś nie wyobrażam sobie siedzenia na zbiorniku 300BAR sprężonego wodoru ... to już prostszy i tańszy samochód napędzany sprężonym powietrzem.
KONTO USUNIĘTE, 10 maja 2019, 19:44
Więc dlaczego takie nie istnieją?
Ponieważ powietrze ma nikłą gęstość energetyczną. Do przejechania 300km, samochodem osobowym potrzeba 900kg sprężonego powietrza o objętości 2,3m3 (przy ciśnieniu 30MPa)
.
Jajcenty, 10 maja 2019, 21:34
30 km to bardzo przyzwoity zasięg dla autka miejskiego, zatem 90 kg i 300 dm3 to bardzo kusząca opcja bo zbiornik nie jest jakiś przeraźliwie wielki. Dla walca to jakieś d*l >0,6. To świetne rozwiązanie do miasta ;P
KONTO USUNIĘTE, 10 maja 2019, 22:06
300km poza miastem prostego przełożenia na 30km w mieście raczej nie będzie miało
, ale tankowanie pojazdu pneumatycznego 
przynajmniej szybkie.
Przemek Kobel, 10 maja 2019, 22:10
https://www.theicct.org/sites/default/files/CAFE_mpg_cars_Apr2018.png
A po polskiemu - 20-30 lat temu sprawność cieplna silników spalinowych to bylo jakies 20-25 procent (czyli 3/4 energii paliwa uciekało przez rurę wydechową). W tej chwili dobijają do 40 (już dwie spore fabryki się odgrażają, z czego jedna zapowiada montowanie tych silników już w tym roku). Sprawność ogniwa zasilanego metanolem to ok. 25% (kiedy ostatnio o tym czytałem).
Ja podejrzewam, że raczej dlatego, że w razie jakiegoś wypadku zamiast pogotowia byliby wzywani ludzie od sprzątania biomasy z okolicznych budynków (tych, które przetrwały eksplozję) i drzew (żeby ptaszyska nie rozwłóczyły tego po okolicy).
KONTO USUNIĘTE, 12 maja 2019, 23:00
Zwolennicy twierdzą, że zbiorniki ze stali bezodłamkowej w oplocie kewlarowo aramidowym zapobiegną problemowi "efektu granatu odłamkowego". Wiem, można straszyć, to i można obiecywać.
pogo, 13 maja 2019, 09:01
Jaka jest sprawność sprężania i późniejszego rozprężania powietrza? Wydaje mi się, że bardzo dużo energii marnuje się na grzanie przy sprężaniu, a potem przy rozprężaniu się schładza zmniejszając swoje zdolności do napędzania pojazdu. Ktoś chyba gdzieś mówił o końcowej sprawności takiego przechowywania energii na poziomie kilkunastu procent. Oczywiście można też sprężać powoli aby się nie nagrzewało, ale to zaczyna długo trwać... Baterie litowe mają sprawność całego cyklu chyba jakieś 70%. Tyle samo mają elektrownie szczytowo-pompowe, więc może lepiej jeździć ze zbiornikiem wody na dachu i spuszczać ją do bagażnika by napędzić auto?
Zbiorniki na wodór to już od dawna nie są butle pod ciśnieniem. Są chyba jakieś porowate materiały, które przechowują dużo więcej wodoru, niż by się zmieściło w tej samej wielkości zbiorniku pod ciśnieniem 30MPa. Szczegółów nie pamiętam, ale Toyota już komercyjnie sprzedaje samochód z takim napędem (ciekawe, gdzie to można tankować?)
venator, 13 maja 2019, 13:24
Toyota model Mirai. Tutaj dziennikarski mini-test:
https://autokult.pl/32674,jest-zarejestrowana-w-polsce-ale-nie-mozna-jej-tu-zatankowac-jezdzilem-toyota-mirai
Lotos obiecuje dwie wodorowe stacje do 2021 r. Na razie ponoć najbliżej dopiero Berlin.
Zbiornik Toyoty jest wykonany z wkładki żywicznej, zbrojonej włóknem węglowym (o wytrzymałości włókna lotniczego), a to laminowane tworzywami sztucznymi. Toyota zapewnia, że bardzo bezpieczne, nie sądzę, żeby wciskali lipę. Więcej o wodorowym systemie Toyoty - TFCS, można znaleźć w google, w dokumencie PDF, przygotowanym przez Toyotę.
Tomasz Winter, 13 maja 2019, 22:24
Piłem do tego "ułamka", nie mam pojęcia skąd bierzesz te dane. Zapominasz chyba o tym że np. w naszej strefie sporo tego odpadowego ciepła jest wykorzystywane do ogrzewania powietrza w kabinie pojazdu. Gdyby KLIENTOM zależało na niskim zużyciu paliwa (a im NIE ZALEŻY) to można by użyć tego ciepła również do chłodzenia kabiny latem.
Przeczytaj jeszcze raz, wcześniej piszesz o UŁAMKU "tej wydajności" co w obecnych czasach ... a za chwilę mówisz o wzroście sprawności z 25% do 35% (40% zostawmy w sferze bajek). Przez 100 lat z 25% PRZESKOCZYLIŚMY do 35% ... zaiste SZOK TECHNOLOGICZNY (sic!) zwłaszcza że ceny samochodów przez ten czas w stosunku do średnich zarobków wzrosły kilkadziesiąt (Cena Forda T wynosiła 3 średnie wypłaty robotnika) a cena paliwa w stosunku do średnich dochodów również kilkadziesiąt razy. Kto zjadł ZYSK z postępu technologii, to pytanie raczej retoryczne, ale wynika z niego że się cofamy a nie rozwijamy.
Odnośnie obliczeń które tutaj się pojawiły, są nieprawdziwe, nie wnikam gdzie jest błąd ale proszę zapoznać się z zasięgami tych samochodzików (200-300km a więc wystarczająco) przy czasie ładowania powietrzem około 3 minut i w sumie bardzo prostych do budowy stacji "tankowania".
http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/ekoauto/spr_pow.html
Film sprzed 11 lat o samochodach na sprężone powietrze https://www.youtube.com/watch?v=uRpxhlX4Ga0
Zapomniałeś porównać CENĘ PRODUKCJI ZBIORNIKA NA POWIETRZE w stosunku do ZESTAWU BATERII LITOWYCH oraz skutki środowiskowe obu tych technologii/sposobów magazynowania energii.
Aby nie być posądzonym o stronniczość oświadczam że jestem konstruktorem w innowacyjnym przedsiębiorstwie które buduje elektryczne samochody. Akurat ja zajmuję się innym projektem, systemem do zarządzania przepływem energii ze źródeł OZE oraz zarządzaniem ich magazynowania, sprzedaży itp. To scalony system najbardziej zaawansowany z wszystkich obecnych projektów na Świecie. Magazynowanie energii w naszym systemie jest wirtualne i ma sprawność większą niż 100%
KONTO USUNIĘTE, 13 maja 2019, 22:57
To przedstaw własne.
Jakaś fejkowa strona. Ciekawostka: wszystkie ich (i tak nie widomo czyje) autka od 6 osobowego Vana (wow, tylko 750kg) do 3 osobowego Mini, ważą tyle samo, 750kg.
"Dobrze" to świadczy o "konstruktorach" i ich obliczeniach.
Jajcenty, 13 maja 2019, 23:10
O!? To bardzo ciekawe. Mógłbyś przybliżyć jak to liczycie? Czy to coś w rodzaju porównywania klasycznego Carnot'a z kotłami kondensacyjnymi? czyli: system dystrybucji traci 30% na przesył, nasz wirtualny ma straty 25% zatem na 1 kWh mamy 0,75 / 0,7 = 1,07 tada! 107%!
No i trochę niepokoi mnie słowo wirtualne. Wirtualny magazyn? Wirtualnej energii?
Tomasz Winter, 14 maja 2019, 01:51
Być może niektóre dane są życzeniowe, ale warsztat wygląda na taki "nie z projektów EU"
Sprawdzę jak potoczyły się losy tej produkcji ale z tego co gdzieś ostatnio widziałem to w Indiach takich samochodów na powietrze lata już po mieście sporo. Waga bardzo niska, z tego co widać to kompozyty same i tworzywa sztuczne, może testów zderzeniowych by nie przeszedł.
Liczymy to dobre słowo
Liczymy KASĘ na wejściu i KASĘ na wyjściu, a sam wynalazek (bo jest to urządzenie) oparty o sterownik PLC i systemy wspomagające na zdalnym serwerze niejako... handluje energią. Projekt jest niejawny, głupio by było gdybym jako jego szef i konstruktor pierwszego prototypu ujawnił tutaj za dużo, ale projekt jest na dobrej drodze i niedługo będzie sporo o nim w necie. Nie rozwijam już go, formalnie jestem jego szefem ale zajmuję się już innym projektem... jeszcze ciekawszym, transportowym, ale jest w trakcie patentowania więc też nie za bardzo mogę ujawnić na czym polega. Musisz wiedzieć że sporo niesamowitych wynalazków opracowanych w naszej firmie mimo upływu 5-10 lat nadal nie jest ujawnionych, zostały sprzedane dużym koncernom i czekają z wejściem na rynek do czasu amortyzacji obecnych technologii, taśm produkcyjnych, marketingu itp. Jednym z fajniejszych jest np. wyświetlacz 3D działający bez żadnych okularów, cienki prawie jak kartka papieru 
Innowacje w Polsce zaczynają się bardzo szybko rozwijać, na razie przeważa model: wymyślona technologia --> zbudowany prototyp --> utworzona spółka --> sprzedaż w całości na zachód. To bezpieczny model i uczciwy pewny zysk. Ale o dziwo nawet nasza firma zaczęła myśleć poważnie nad wdrożeniem niektórych wynalazków, tylko że wdrożenie to ogromna kasa i ryzyko na razie polskie firmy muszą trochę napaść się kasą, poczuć bezpiecznie i będzie nowa Dolina Krzemowa, najpewniej na Dolnym Śląsku.
Przemek Kobel, 14 maja 2019, 10:10
Ze szkoły podstawowej. 25/40 to pięć ósmych. Ułamek (i to nawet mniejszy niż jeden).
A w innych napędach trzeba na po pobierać dodatkową energię (która nie jest odpadowa). Jaki ma to wpływ na wydajność przeliczaną na kilometry?
Toyota - 40%: https://www.sae.org/news/2018/04/toyota-unveils-more-new-gasoline-ices-with-40-thermal-efficiency
Mercedes - 50% (silnik wyczynowy, drogowy ma mieć 41%),
Mazda - 56% (silnik cywilny w zapowiedziach, obecnie wchodzi wersja z wydajnością 40%):
https://www.roadandtrack.com/new-cars/car-technology/a15912314/mazda-skyactiv-3-gas-clean-as-ev/
https://www.thedrive.com/sheetmetal/18037/mazda-targets-56-percent-thermal-efficiency-with-skyactiv-3
Tymczasem ogniwo na metanol - 25% (o ile nie jest za zimno).
A, widżę, że kolega wierzy w bajki o sprężonym powietrzu - nic tylko powinszować odwagi.
Tak, to jest jest używane do chłodzenia. Mówią na to autoklima. Tyle, że klienci wiedzą, że jeśli nie ma jakichś specjalnych upałów, to należy to wyłączać. Ba, nawet są takie wersje automatyczne (bazują na urządzeniach zwanych komputerami), które same to robią - w miarę możliwości próbują chłodzić nawiewem, a dopiero w ostateczności włączają sprężarkę A/C... Bardzo zaawansowana technologia. Widziałem to w 20-letnich samochodach, a nawet starszych. I teraz pytanie - po co to całe wyłączanie, skoro im "nie zależy" na ograniczeniu spalania (czyli de facto na wydajności cieplnej)?
venator, 28 maja 2019, 15:30
Ford, przede wszystkim płacił bardzo dobrze, 5$ dziennie. Praca przy taśmie była jednak katorżnicza, dużo bardziej niż dzisiaj, poza tym Ford postępował sprytnie, widząc w swoim pracowniku również klienta na samochód. Przez te niezłe zarobki tzw." fordyzm" czasem nazywany jest kapitalizmem z ludzką twarzą, bo z założenia nieco przeczy teorii Marksa mówiącej, że "każdy racjonalnie postępujący kapitalista zapłaci pracownikowi tak mało jak to tylko możliwe." Nie do końca była to jednak ludzka twarz - związek zawodowy założono w Fordzie dopiero w 1941 r. po wydarzeniach z 1937 r., kiedy policja przy próbie rozbicia związkowej agitacji, zastrzeliła 5 osób, co wywołało duże protesty społeczne.
Poza tym mówimy tu o przodującym kraju. W II RP, było o wiele gorzej. Najtańszy nowy samochód kosztował w 1938 r. 3800 zł, był to Fiat 500. Przeciętne wynagrodzenie robotnika wykwalifikowanego lub wiejskiego nauczyciela wynosiło 100-120 zł miesięcznie, więc potrzeba było odłożyć grubo ponad 30 pensji. A gdzie koszty utrzymania? Mówimy tu o przedstawicielach górnych stref warstwy niższej. Warstwa niska, do której należało 20 mln z 35 mln obywateli II RP, o samochodzie mogło pomarzyć. Dochód chłopa małorolnego lub robotnika rolnego najemnego to było 240 zł rocznie. Potrzeba było 15 lat pracy aby odłożyć na samochód. Dziś statystycznie co drugi Polak ma samochód. Mimo, że w większości nabywane są pojazdy używane, to postęp jest olbrzymi.
Mediana płac w Polsce to teraz 3035 zł. Najtańszy nowy samochód, to chyba Dacia Sandero, która w wersji podstawowej kosztuje ok. 30 tyś. zł. A więc 30 przeciętnych pensji. Mniej niż w IIRP, a mówimy o medianie. Ta w II RP była zdecydowanie niższa. Także dostępność nowych samochodów, w stosunku do zarobków, nawet w kraju tak relatywnie niezamożnym jak Polska jest wysoka, wyższa niż dawniej.
W Niemczech Sandero kosztuje 6990 euro, a przeciętna płaca 3203 Euro. Nawet po odjęciu podatków, przeciętny Niemiec nie musi więc wydawać kilkudziesięciu pensji na najtańszy samochód.
lester, 29 maja 2019, 04:11
Chyba 10
venator, 29 maja 2019, 12:38
Oczywiście! Przepraszam za głupi błąd. Tym jednak lepiej dla moich argumentów.
Nawiązując do meritum - medianę podałem dla pensji netto. Wiemy już ile przeciętny Niemiec musi wydać pensji aby kupić nowy, najtańszy (chyba) samochód. Na Skodę Octavie musi wydać 6 pensji, Opla Astrę 5,5 pensji, Toyotę Auris - 7,7 pensji.
https://www.motofakty.pl/artykul/nowe-auta-w-polsce-tanie-a-jednak-bardzo-drogie-3str.html
A jaki samochód kupi za kilkadziesiąt pensji? Z ustaleniem średniej pensji netto w Niemczech jest spory problem, ale przyjmijmy najniższy wynik podawany przez tamtejszy GUS- 1890 euro na rękę, średnia dla wszystkich, również pracujących w niepełnym wymiarze godzin. Kilkadziesiąt to przynajmniej 21. Daje to 39690 euro. Za 35900 euro można kupić już np. Audi A4, samochód klasy średniej. Jednak Niemiec zatrudniony w pełnym wymiarze godzin wyciągnie 2860 euro na rękę za miesiąc. x 21 daje 606060 euro. Za taką sumę można kupić już np. Audi A6, samochód klasy wyższej. Te proste przykłady udowodniają, że przeciętnemu człowiekowi dużo łatwiej nabyć samochód, postęp jest i to ogromny, uwzględniając choćby stopień dzisiejszego skomplikowania samochodów .
O ile zgodzić się można z twierdzeniem, że
to już nie z tym :
Starzy mechanicy uważają, że szczyt dopracowania mechanicznego, pod kątem jego trwałości, motoryzacja osiągnęła około lat 80-tych. To wtedy produkowane był legendy trwałości, np: Mercedesy beczki, Toyoty Land Cruiser modele J7. Chociaż Ivr Gordon, w latach 1966-2013, pokonał Volvo P1800 4,8 mln km. Imponujący wynik.
Ale samochód to nie tylko silnik, ale też szereg innych kluczowych elementów jak choćby bezpieczeństwo. Tu skok jest również olbrzymi, nawet nie ma co porównywać z czasami przedwojennymi, jeśli taki postęp dokonał się w 40 lat:
Tomasz Winter, 29 maja 2019, 12:44
W/g mnie koszty produkcji samochodów, od wydobycia metali w kopalniach poprzez transport i produkcję spadła w ciągu 100 lat od 100 do 300 razy. Średnie ceny samochodów wzrosły. Wynika to z prostej przyczyny, CENA SAMOCHODU wynika z tego ile może zapłacić klient, nie ma kompletnie nic wspólnego z kosztami produkcji.
Odnośnie bezpieczeństwa współczesnych samochodów, gdybym obawiał się wypadku ... nie wsiadłbym do samochodu. Wszystkie te systemy "ratowania życia" przypominają mi wieczną dyskusję o DRZEWACH PRZY DRODZE ... normalnemu kierowcy nie przeszkadzają drzewa na drodze, podobnie jak wyspy na rzece, zimna woda w górskim strumieniu, i chemtrailsy
Normalny kierowca jeździ PO DRODZE ... a nie obok niej.