燃料電池車がどのように機能するかを理解することは、これらの車の1つをすぐに運転することを計画している場合に不可欠な情報です。これらの車の主なエネルギー源は、電気化学反応に依存して電気を生成し、車に電力を供給する水素セルです。これらの車は有害ガスを排出せず、副産物は温水または熱風のみです。
燃料電池車、またはFCEVとして知られているものは、大気に有害なガスを発生させない人気のある車の一例です。これらの車両の背後にある考え方は、ガソリンやディーゼルを使用した燃焼システムを必要とせずに、エネルギーを生成して車両を動かすことです。
この記事では、「燃料電池車はどのように機能するか」について知っておく必要のあるすべてを提供します。より具体的には、燃料電池の背後にある考え方と、有害な副産物を生成することなく必要なエネルギーを短時間で取得するために燃料電池が車両にどのように組み込まれたかを強調しています。また、燃料電池車の主な長所と短所についても説明します。
燃料電池車とは何ですか？
燃料電池車は、従来の自動車に代わる環境にやさしい自動車です。これらの車は、従来のガソリン燃焼システムではなく、主な動力源として水素に依存しています。
燃料電池車を運転する最大の利点の1つは、テールパイプから出てくるのは暖かい空気または水蒸気だけなので、有害ガスの放出について心配する必要がないことです。
現在、企業は燃料電池車の設計と流通の初期段階にすぎません。そのため、人気のある二次電池式電気自動車やBEVほど、それらに精通していない可能性があります。
多くの政府機関は、居住者の手に渡ることができる手頃な価格の燃料電池車の製造を奨励するために非常に懸命に取り組んでいます。たとえば、米国エネルギー省は、これらの手頃な価格の車を製造するための集中的な研究に取り組んでいます。
燃料電池車を運転するとき、あなたは環境に利益をもたらすだけでなく、税金を大幅に節約するでしょう。燃料電池車は、1992年のエネルギー政策法による代替燃料の1つと見なされている水素で走行するため、これらの車両を運転するすべての顧客は、多くの税額控除を受ける資格があります。
燃料電池はどのようにエネルギーを生成しますか？
燃料電池車は、酸素と水和の間の化学反応を使用して電気を生成する特殊な燃料電池に依存しています。これらのセルの良いところは、それらの動作が車内で発生し、外部のコンセントを使用して車を充電する必要がないことです。したがって、燃料電池車は、外部の電源を必要とせずに、それ自体で継続的にエネルギーを再充電します。
燃料は3つの主要なコンポーネントで構成されています：
電気化学反応の間、燃料電池は、電子と陽子を分割しながら水素がアノードを通過することを可能にします。陰極端では、電子、陽子、および酸素が結合して水を形成します。この化学反応の後、唯一の副産物は、有害なガスがなかったお湯です。
燃料電池には可動部品がなく、機械的エネルギーに依存しないため、燃料電池車の騒音は聞こえません。また、暖房や冷房システムなど、車両の他の4つの機能のために熱を発生させました。
燃料電池車はどのように機能しますか？
これで、燃料電池で電気がどのように生成されるかをよく理解できました。この電気が生成されると、次のステップは、電気が燃料電池から電気モーターに移動することです。電気モーターは、車輪を動かすためのエネルギーを提供します。
ほとんどの燃料電池では、別のバッテリーパックが、燃料電池からの余剰電力またはブレーキング中に生成された電力を蓄えます。同じバッテリーパックは、より優れた電気自動車でも利用できます。
燃料電池を駆動すると、簡単なトランスミッションを使用して、燃料電池またはバッテリーパックからモーターに電気が供給されます。これらの車両では、すべてのコンポーネントを流れる電流の動作を監視する特定のコントローラーのみが表示されます。このコントローラーは、この車両を運転するときに適切なトルク、速度などを維持する責任があります。
燃料電池は大量の熱を発生するため、特定の冷却システムがパワーエレクトロニクス、電気モーター、および燃料電池の動作温度を維持し、過剰な熱による損傷を防ぎます。
電気がなくなると、特定の加圧タンクに水素燃料が貯蔵されます。ただし、水素を車両に補給することは、酸素を車両に補給することほど簡単ではありません。これは、燃料フィラーがガソリンシステムで見られるノズルほど単純に見えないためです。代わりに、それはより複雑で、特定のスキルセットを必要とします。したがって、これは、燃料補給車やガソリン車に比べてかなりの時間がかかるため、水素燃料供給の大きな欠点の1つである可能性があります。
燃料電池を使用する車両の利点は何ですか？
燃料電池車は、有害ガスを発生させない最も環境に優しい車の1つと見なされています。そのような車を運転するときに得られるのはそれだけではありませんが、燃料電池車を運転することで得られる主な利点のいくつかを詳しく見てみましょう。
燃料電池は主なエネルギー源として電気に依存しているため、燃焼システムからの大きなエンジン音を心配する必要はありません。代わりに、経験は通常の電気自動車を運転するのとほとんど同じです。
電気自動車の最大の欠点の1つは、充電に時間がかかることです。電気自動車を動かすには、数時間ではないにしても、少なくとも30分かかります。ただし、燃料電池車の場合、車を完全に充電するのにかかる時間は5分未満です。
燃料電池車を運転することで得られるもう1つの主な利点は、距離が長くなることです。電気自動車とは異なり、燃料電池車は問題なく最大300マイルを走行できます。そのため、燃料電池車は、有害な排出物を生成することによって環境に害を与えることなく、人々がより長い旅行を楽しむことができるようにするための新しい革新的なアプローチを導入しました。
電気自動車も温度の影響を受け、極端な温度では電気自動車の航続距離が大きく影響を受ける可能性があります。ただし、燃料電池車の場合、範囲は温度の影響をまったく受けません。さらに、顧客は、温度が非常に高いまたは非常に低いときに、充電を失ったり、範囲を狭めたりすることを心配する必要がありません。
燃料電池車の主な欠点は何ですか？
燃料電池車にはさまざまな冒険があり、多くの顧客を魅了していますが、このタイプの車両を運転する際の驚きを防ぐために注意する必要のあるいくつかの欠点があります。
前に示したように、燃料補給は時間がかかるため、すべての燃料電池車が直面する最大の課題であり、ガソリン車に燃料を供給するときに見られる単純なノズルほど直感的ではありません。また、このタイプの車両用の給油所は、米国周辺、さらにはヨーロッパにもそれほど多くありません。したがって、長距離を運転しなくても車両に燃料を補給できるようになるまでには、しばらく時間がかかります。たとえば、米国では燃料電池車への燃料供給をサポートできるステーションは40しかありません。
さらに、燃料電池は特定の圧力と温度で保管する必要があるため、車両への保管が困難になります。
最後に、いくつかの顧客は、燃料電池車の電気モーターはそれほど耐久性がないことを示しました。これは、ガソリンモーターよりも故障しやすいことを意味します。したがって、メンテナンスと修理のコストが高くなることが予想されます。
水素燃料電池は爆発する可能性がありますか？
水素は非常に可燃性であり、OSHAによると、水素セルは危険を防ぐために特定の温度と圧力で特定の容器に保管する必要があります。それでも、自動車の専門家や自動車メーカーはストレージを適切に処理しており、水素燃料電池の爆発は報告されていません。
なぜ水素自動車は人気がないのですか？
特にバッテリー式電気自動車と比較した場合、水素自動車がそれほど人気がないことを聞いても驚くことではありません。これは、水素自動車がまだ導入の初期段階にあるためです。州周辺にはガソリンスタンドの数はそれほど多くありません。
また、水素自動車の人気は年々高くなると予想されており、企業がこれらの自動車をより多く生産するにつれて、水素燃料ステーションはどのくらいの期間になるでしょう。
水素燃料電池はどのくらい持ちますか？
幸いなことに、水素セルは、車両を一生使用しても長持ちするように設計されています。したがって、適切に処理された場合、水素セルは最大200,000マイル（それ以上ではないにしても）持続することを期待してください。
興味深いことに、水素セルの寿命の終わりには、組み立てることができ、材料を他の目的にリサイクルできるため、廃棄物を心配する必要はありません。このように、水素燃料電池は、有害なガスを排出しないだけでなく、寿命の終わりに多くの廃棄物を生成しないため、環境に優しいものです。
水素燃料電池は電池よりも優れていますか？
場合によります。一般的に、水素燃料電池と電池はどちらも有害ガスを発生しないので、一日の終わりに大気を改善します。したがって、どちらかを運転するときに大気汚染に寄与することはありません。
エネルギーの観点から見ると、水素電池は、より多くのエネルギーを生成し、距離の不安を心配することなく車両がより長い距離を走行できるため、電池よりも優れています。
また、水素燃料電池の充電にはそれほど時間はかからず、水素電池を使用すると、バッテリーの充電に何時間も費やす代わりに、5分以上充電する必要がありません。
燃料補給は水素燃料電池が直面する最大の課題の1つであるため、近くに給油所を見つけることを心配する場合は、電池を選択する方がよい場合があります。ただし、米国にはますます多くの水素燃料補給所が存在すると予想されるため、これは今後数年間は当てはまらない可能性があります。
水素自動車がクラッシュするとどうなりますか？
それは素晴らしい質問です！専門家によると、水素自動車は、水素が害を及ぼすことなく放散できるように設計されています。つまり、水素自動車が他の車両と衝突したときの爆発を心配する必要はありません。
結論
燃料電池車がどのように機能するかを理解することは、このタイプの車両の運転に関心のある人々にとって不可欠な情報です。燃料電池車の背後にある考え方は、有害なガスを発生させずに電気を生成するために電気化学反応に依存するということです。
燃料電池車は環境だけでなく人々の予算にも多くの利益をもたらしますが、燃料はこのタイプの車が直面した最大の課題の1つです。それでも、政府機関や大手自動車メーカーは、州周辺での燃料補給とステーションの追加に関するエクスペリエンスの向上に取り組んでいます。
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