Preview

Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

Расширенный поиск

Электрохимические технологии для автомобилей на водородном топливе

https://doi.org/10.30724/1998-9903-2021-23-2-104-115

Полный текст:

Аннотация

ЦЕЛЬ. Рассмотреть используемые электрохимические технологии для производства водорода на автозаправочных станциях и функционирования двигателей гибридных электромобилей на аккумуляторных батареях с топливными элементами. Провести сравнительный анализ производства и использования энергии электрохимическими и традиционными методами на автотранспорте. МЕТОДЫ. Основаны на анализе литературных данных и проведении математических расчетов. РЕЗУЛЬТАТЫ. Для легкового электромобиля было рассчитано количество электричества, которое можно получить в топливном элементе при переработке 1 кг водорода. Показано, что удельный расход топлива для водородного электромобиля составляет в среднем 1 кг водорода на 100 км. Было проведено сравнение топливных затрат для различных типов автомобильных двигателей для текущих рыночных условий в России и странах Евросоюза. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Водород может стать экологически безопасным топливом будущего, снизить глобальную зависимость от ресурсов ископаемого топлива и уменьшить выбросы углекислого газа в транспортной отрасли. В настоящее время экологичные технологии достигли значительного прогресса, разработаны и продаются по всему миру современные автомобили различных классов на водородном топливе, причем их ценовые характеристики уже сопоставимы с имеющимися традиционными технологиями. Преимущества электрохимических технологий получения и использования водорода в автотранспортном секторе достаточные, чтобы сделать водород серьезным кандидатом в энергоносители для современных транспортных систем.

Об авторах

А. А. Филимонова
Казанский государственный энергетический университет
Россия

Филимонова Антонина Андреевна, канд. мед. наук, доцент кафедры

Казань



А. А. Чичиров
Казанский государственный энергетический университет
Россия

Чичиров Андрей Александрович, д-р хим. наук, профессор, заведующий кафедрой «Химия и водородная энергетика»

Казань



Н. Д. Чичирова
Казанский государственный энергетический университет
Россия

Чичирова Наталия Дмитриевна, д-р химич. наук, профессор, заведующий кафедрой «Тепловые электрические станции»

Казань



Р. И. Разакова
Казанский государственный энергетический университет
Россия

Разакова Регина Иршатовна, ассистент

Казань



Список литературы

1. Andrews J., Shabani B. The role of hydrogen in a global sustainable energy strategy // Wiley Interdisciplinary Reviews: Energy and Environment. 2014. № 3. pp. 474–489.

2. Ball M., Weeda M. The hydrogen economy – Vision or reality? // International Journal of Hydrogen Energy. 2015. № 40. pp. 7903–7919.

3. Филимонова А.А., Чичиров А.А., Чичирова Н.Д., Филимонов А.Г., Печенкин А.В. Перспективы развития водородной энергетики в Татарстане / Известия вузов. Проблемы энергетики. №6-2020 С.79-91

4. Acar C., Dincer I. The potential role of hydrogen as a sustainable transportation fuel to combat global warming // International Journal of Hydrogen Energy. 2018.

5. Köhler J., Wietschel M., Whitmarsh L., Keles D., Schade W. Infrastructure investment for a transition to hydrogen automobiles // Technological Forecasting and Social Change. 2010. № 77. pp.1237–1248.

6. Филимонова А.А., Чичиров А.А., Чичирова Н.Д., Филимонов А.Г., Куличихин В.В. Современные направления развития водородных энергетических технологий // Надежность и безопасность энергетики. 2019. Т.12. №2. С. 89-96.

7. Campíñez-Romero S., Colmenar-Santos A., Pérez-Molina C., Mur-Pérez F. A hydrogen refuelling stations infrastructure deployment for cities supported on fuel cell taxi roll-out // Energy. 2018. №148. pp. 1018–1031.

8. IRENA. Green Hydrogen Cost Reduction: Scaling up Electrolysers to Meet the 1.5⁰C Climate Goal / International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi. 2020.

9. . Fischer D., Kaufmann F., Selinger-Lutz O., Voglstätter C. Power-to-gas in a smart city context - Influence of network restrictions and possible solutions using on-site storage and model predictive controls // Int. J. Hydrogen Energy. 2018. №43. pp. 9483–9494.

10. Holladay J.D., Hu J., King D.L., Wang Y. An overview of hydrogen production technologies // Catalysis Today. 2009. №139. pp. 244–260.

11. Lee J.H., Skala G.W. Cooling system for a fuel cell stack. U.S. Patent. 2002. № 6.866.955.

12. RU 2455394 Глухих И.Н., Челяев В.Ф., Щербаков А.Н. Электролизная система заправки водородом, работающая при высоком давлении, и способ ее эксплуатации

13. Maus S., Hapke J., Ranong C.N., Wüchner E., Friedlmeier G., Wenger D. Filling procedure for vehicles with compressed hydrogen tanks // International Journal of Hydrogen Energy. 2008. №33. pp. 4612–4621.

14. Коровин Н.В. Топливные элементы и электрохимические энергоустановки. М.: Издательство МЭИ, 2005. 280 с.

15. Ehsani M., Gao Y., Longo S., Ebrahimi K. Modern electric, hybrid electric, and fuel cell vehicles. 2018. Third ed. New York, NY: CRC Press.

16. Barbir F. PEM fuel cells: Theory and practice. 2013. San Diego, CA: Academic Press.

17. Dicks A.L., Rand D.A.J. Fuel cell systems explained. 2018. Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd.

18. Chang W.C., Huang A.Y.J., Huang D.R., Chen T.Y. An economic evaluation on the purification and storage of waste hydrogen for the use of fuel cell scooters // International Journal of Green Energy. 2016. №13. pp. 1608–1614.

19. Alavi F., Lee E., van de Wouw N., De Schutter B., Lukszo Z. Fuel cell cars in a microgrid for synergies between hydrogen and electricity networks // Applied nergy. 2017. № 192. pp. 296–304.


Для цитирования:


Филимонова А.А., Чичиров А.А., Чичирова Н.Д., Разакова Р.И. Электрохимические технологии для автомобилей на водородном топливе. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2021;23(2):104-115. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2021-23-2-104-115

For citation:


Filimonova A.A., Chichirov A.A., Chichirova N.D., Razakova R.I. Electrochemical technologies for hydrogen powered vehicles. Power engineering: research, equipment, technology. 2021;23(2):104-115. (In Russ.) https://doi.org/10.30724/1998-9903-2021-23-2-104-115

Просмотров: 96


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1998-9903 (Print)
ISSN 2658-5456 (Online)