Tanie ogniwa paliwowe konkurencją dla silników spalinowych?
By
KopalniaWiedzy.pl, in Technologia
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
Brytyjscy naukowcy ze Science and Technology Facilities Council twierdzą, że dokonali przełomu na polu przechowywania wodoru. Przełom taki pozwoliłby na pojawienie się samochodów napędzanych wodorem.
Wodór jest przez wielu uznawany za najlepsze paliwo dla pojazdów. Problem w tym, że jego transport i przechowywanie są niezwykle ryzykowne i kosztowne. Prace Brytyjczyków mają zaś zapewniać bezpieczeństwo i znacząco obniżyć koszty infrastruktury związanej z wykorzystaniem wodoru w roli paliwa.
Substancją, która ma pozwolić na bezpieczne przechowywanie wodoru jest amoniak. Cząsteczka amoniaku składa się z jednego atomu azotu i trzech atomów wodoru. Istnieją bardzo efektywne katalizatory rozbijające amoniak na wspomniane atomy. Jednak najlepsze z nich składają się z bardzo drogich metali szlachetnych. Brytyjczycy zrezygnowali katalizatora i w jego miejsce wykorzystali dwa proste procesy chemiczne, dzięki którym uzyskali takie same wyniki co przy użyciu katalizatora, jednak cały proces pozyskania wodoru kosztował ułamek tego, ile kosztuje wykorzystanie katalizatora.
Zdaniem naukowców infrastruktura do tankowania amoniaku może być równie prosta jak infrastruktura do tankowania LPG. W samym samochodzie amoniak może być przechowywany pod niskim ciśnieniem w zbiorniku z tworzywa sztucznego.
Nasza metoda jest równie skuteczna jak najlepsze dostępnie obecnie metody z wykorzystaniem katalizatora. Jednak wykorzystywany przez nas materiał aktywny, amidek sodu, kosztuje grosze. Możemy efektywnie i tanio w czasie rzeczywistym wytwarzać wodór z amoniaku - cieszy się profesor Bill David. Niewielka ilość wodoru wymieszana z amoniakiem wystarczy do zapłonu konwencjonalnego silnika spalinowego. Jeszcze nie zoptymalizowaliśmy naszego procesu, ale sądzimy, że reaktor o pojemności 2 litrów będzie w stanie wyprodukować wystarczającą ilość wodoru, by napędzać średniej wielkości samochód rodzinny. Zastanawiamy się też, jak uczynić wykorzystanie amoniaku maksymalnie bezpiecznym i zredukować do zera emisję tlenków azotu - dodaje uczony.
Amoniak już teraz jest jednym z najczęściej transportowanych związków chemicznych na świecie. Dzięki niemu powstaje niemal połowa żywności na świecie. Nie powinno być większych problemów ze zwiększeniem produkcji amoniaku na potrzeby motoryzacji. Jeśli brytyjska technologia się sprawdzi, może dojść do przełomu na rynku motoryzacyjnym. Producenci planują co prawda sprzedaż samochodów z ogniwami wodorowymi, jednak wiążą się z tym poważne obawy o bezpieczeństwo pojazdów ze zbiornikami na gaz pod wysokim ciśnieniem. Ponadto rozpowszechnienie się takich rozwiązań wymagałoby budowy niezwykle kosztownej infrastruktury. Amoniak wydaje się rozwiązywać oba te problemy.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Dziesięciolecia rządowych regulacji dotyczących jakości powietrza dają wymierne wyniki, dowodzą naukowcy z Uniwersytetu Harvarda. Informują oni na łamach PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), że dzięki obniżeniu emisji z silników samochodowych w latach 2008–2017 i związanej z tym poprawie jakości powietrza, zaoszczędzono setki miliardów dolarów oraz uratowano życie tysięcy ludzi.
Naukowcy ocenili korzyści, jakie społeczeństwo odniosło ze zmniejszonej emisji pyłu PM2.5 zarówno jeśli chodzi o ludzkie zdrowie, jak i koszty dla środowiska naturalnego. A korzyści te, jak się okazuje, są ogromne. Z szacunków wynika bowiem, że na wszelkich kosztach związanych z zanieczyszczeniem środowiska, w tym z chorobami i zgonami, zaoszczędzono w samym tylko 2017 roku aż 270 miliardów dolarów (rozpiętość szacunków wahała się od 190 do 480 mld). Jednocześnie spadła liczba zgonów, które można przypisać PM2.5 emitowanym przez silniki samochodowe. Jeszcze w roku 2008 w całych Stanach Zjednoczonych z powodu tej emisji zmarło 27 700 osób. W roku 2017 było to 19 800 osób. To jednak nie wszystko. Naukowcy wyliczyli, że gdyby emisja nie uległa zmniejszeniu i w przeliczeniu na każdą przejechaną milę pozostała taka sama, jak w roku 2008, to w roku 2017 z jej powodu zmarłoby 48 200 osób.
Wpływ transportu na zdrowie publiczne to jeden z najpoważniejszych problemów w USA. Różne grupy naukowe, stosując różne metody do oceny tego wpływu, szacują, że w ostatnich latach z powodu zanieczyszczenia powietrza spalinami umiera od 17 do 20 tysięcy Amerykanów rocznie. Główną przyczyną zgonów jest zaś właśnie PM2.5.
Rządowe regulacje mają znaczący wpływ na poprawę jakości powietrza. Od roku 1970 dzięki odgórnie narzucanym coraz ostrzejszym normom emisja najbardziej powszechnych zanieczyszczeń z z przeciętnego silnika samochodowego zmniejszyła się aż o... 99%. Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (EPA) szacuje, że Clean Air Act Amandements z 1990 roku spowodowała, że w roku 2020 wszystkie sektory gospodarki łącznie zaoszczędziły 2 biliony dolarów, czyli zyski z wprowadzenia tej ustawy były 30-krotnie wyższe niż koszty.
Widoczne w badaniach duże rozbieżności dotyczące odniesionych korzyści finansowych, wahające się od 190 do 480 miliardów dolarów, wynikają z niepewności co do wpływu konkretnych wartości koncentracji PM2.5 na zgony, niepewności dotyczącej społecznych kosztów emisji węgla do atmosfery oraz trudności z określeniem współczynnika ekonomicznej wartości uniknięcia zgonu czyli materialnego kosztu uniknięcia śmierci w zależności od okoliczności.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Na Politechnice Opolskiej powstała technologia diagnostyki opon samochodowych za pomocą badania pola magnetycznego. W przyszłości tego typu urządzenia, po wbudowaniu w samochód, będą informowały kierowcę o stanie zużycia opon i przypomną o konieczności ich wymiany.
Ta metoda pozwala na wcześniejsze wskazanie, że pozostała bardzo mała ilość warstwy mieszanki gumowej bieżnika. Pod bieżnikiem opony samochodowej znajduje się struktura zwana opasaniem. Składa się ona z drutów stalowych, które podczas jazdy ulegają odkształceniu i w wyniku efektu Villariego zmienia się ich pole magnetyczne. Za pomocą czujnika magnetycznego obserwujemy zmiany tego pola podczas eksploatacji. Na tej podstawie wnioskujemy czy bieżnik jest zużyty, czy też nie. Możemy także sprawdzić, czy opona była uszkodzona, naprawiana, czy też coś się do niej wbiło. Jesteśmy także w stanie oszacować czas eksploatacji opon oraz opisać, jak zmiany ciśnienia w oponach wpływają na ich pole magnetyczne, wyjaśnia profesor Sebastian Brol z Katedry Pojazdów Wydziału Mechanicznego Politechniki Opolskiej. To właśnie on z grupą współpracowników jest autorem nowatorskiej technologii.
Eksperymentalne stanowisko do badania opon składa się z wału, na którym umieszcza się koło oraz trzech mikrokontrolerów, które sterują napędem, dokonują pomiarów i odpowiadają za wymianę danych. Naukowcy od początku projektują swój system tak, by można było go zastosować nie tylko w punktach diagnostycznych. Zależy nam na tym, by była to metoda diagnostyczna, którą będzie można stosować bezpośrednio w samych pojazdach. Dzięki temu nie trzeba będzie ściągać koła do pomiaru, urządzenie zamontowane w aucie bez zaangażowania kierowcy będzie dokonywało pomiaru i sygnalizowało konieczność wymiany opony, dodaje profesor Brol.
Technologia ma służyć nie tylko kierowcom. Jej twórcy nie wykluczają, że po zakończeniu przez nich badań porównawczych – w czasie których wykorzystują opony o bardzo różnym stopniu zużycia bieżnika – mogli ją będą używać biegli sądowi.
Świadomość wśród kierowców jest duża w zakresie potrzeby wymiany opon. Chciałbym podkreślić, że oprócz tego, jak długo opony były eksploatowane, ważny jest także obciążenie, czyli ładunek, jaki dane auto przewozi, mówi Brol.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Przemysł samochodowy od dawna próbuje stworzyć indywidualne strefy odsłuchowe dla pasażerów samochodów osobowych. W strefach takich każda osoba mogłaby słuchać ulubionej muzyki nie używając przy tym słuchawek i nie przeszkadzając innym w odbiorze ich muzyki.
Naukowcy ze Stellantis i Laboratoire d’Acoustique de l’Universite du Mans informują właśnie na łamach The Journal of the Acoustical Society of America, że stworzyli algorytm, który na bieżąco tworzy takie strefy w kabinie samochodu i dopasowuje je do zmieniających się warunków. Dzięki temu każdy może np. słuchać innej muzyki nie używając słuchawek i nie przeszkadzając współpasażerom. Algorytm koordynuje działanie różnych źródeł dźwięku w samochodzie tak, by powstawały „jasne” strefy odsłuchowe o dobrej jakości dźwięku oraz strefy „ciemne”, gdzie jakość dźwięku jest gorsza.
Prywatne strefy odsłuchowe są tworzone za pomocą zestawu głośników i filtrów odpowiednio dostrajających dźwięk i jego rozchodzenie się w kabinie. Zorganizowanie takich predefiniowanych stref w samochodzie możliwe jest już od pewnego czasu, problem jednak w tym, że by się one nie sprawdziły. Wystarczy bowiem zmiana temperatury, zmiana liczby osób w samochodzie czy pozycji siedzeń, by zdefiniowane z góry strefy nie spełniały swojej roli.
Specjaliści ze Sellantisa i Universite du Mans poradzili sobie z tym problemem umieszczając w samochodzie mikrofony próbkujące dźwięk w czasie rzeczywistym. Specjalny algorytm analizuje dane z mikrofonów i dostraja pracę filtrów, gdy wykryje zmiany w środowisku akustycznym kabiny. Na przykład wówczas, gdy zmieni się pozycja fotela. Głośniki znajdują się w zagłówkach, a specjalne filtry pracują tak, by w określonej strefie zapewnić dobrą jakość dźwięku, a jednocześnie, by dźwięk ten był jak najsłabszy poza tą strefą, mówi jeden z autorów badań, Lucas Vindrola.
System jest w stanie uzyskać różnicę głośności pomiędzy dwoma przednimi fotelami na poziomie 30 decybeli. To taka różnica, jak pomiędzy normalną rozmową a szeptem. Co więcej, potrafi utrzymać tę różnicę nawet jeśli fotele zostaną przesunięte nawet o 12 cm. Trzeba za to zapłacić umieszczeniem mikrofonów w kabinie, by algorytm mógł działać. Wyniki były bardzo obiecujące, nawet gdy ograniczyliśmy liczbę mikrofonów, dodaje Vindrola. Jego zdaniem taki system może znaleźć też zastosowanie w innych miejscach, np. w muzeach.
Na razie system ma poważne ograniczenia. Działa w zakresie od 100 do 1000 herców czyli od basów po dźwięk standardowej ludzkiej mowy. W następnym etapie badań naukowcy chcą zwiększyć zakres do 10 000 herców.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Podczas rzeczywistego użytkowania hybrydy plug-in zużywają więcej paliw kopalnych i emitują do atmosfery więcej dwutlenku węgla niż wynika to z badań laboratoryjnych. Częściowo dzieje się tak dlatego, że kierowcy nie wykorzystują napędu elektrycznego tak często, jakby mogli – wynika z badań niemieckich naukowców. Aby zaradzić temu problemowi uczeni proponują wprowadzenie przepisów, które zachęcą właścicieli hybryd do częstszego ich ładowania.
Hybrydy typu plug-in korzystają z silnika spalinowego oraz elektrycznego. Emitują więc mniej szkodliwych gazów do atmosfery, szczególnie jeśli prąd, z którego korzystają, pochodzi z czystych źródeł. Tak mówi teoria i wyniki badań laboratoryjnych. Jednak, jak wynika z nowych badań, rzeczywiste zużycie paliwa i emisja z hybryd zależą od zachowania kierowców oraz tego, jaką część trasy przejeżdżają na silniku elektrycznym.
Dotychczas brakowało jednak danych z rzeczywistego używania samochodów hybrydowych, a dane laboratoryjne budziły liczne kontrowersje. Na przykład w marcu ukazały się badania brytyjskiej organizacji Which?, z których wynikało, że w rzeczywistości hybrydy mogą zużywać nawet 4-więcej paliwa niż wynika z testów w laboratoriach. Najgorzej wypadł tutaj BMW X5, który był aż o 72% mniej efektywny, niż twierdził producent, a roczne koszty paliwa były o 669 funtów wyższe, niż wynikało to z badań w laboratorium.
Patrick Plötz i inni niemieccy naukowcy w Instytutu Fraunhofera przyjrzeli się zużyciu paliwa, liczbie przejeżdżanych kilometrów rocznie oraz częstotliwości użycia silnika elektrycznego w ponad 100 000 hybrydach plug-in używanych w Kanadzie, Chinach, Niemczech, Holandii, Norwegii i USA. Dane pochodziły z wcześniej wykonywanych studiów oraz z baz, do których kierowcy indywidualni oraz firmy posiadające hybrydy mogą wpisywać informacje na temat samochodów.
Analiza danych wykazała, że w rzeczywistości hybrydy plug-in emitują od 50 do 300 gramów CO2/km, czyli 2 do 4 razy więcej niż w testach laboratoryjnych. Zużycie paliwa również było 2 do 4 razy wyższe niż podczas testów, a przyczyną takie stanu rzeczy była niska częstotliwość ładowania samochodów przez kierowców. Plötz mówi, że oficjalne wartości, jakimi posługują się urzędy w wielu krajach – Worldwide harmonized Light-duty vehicles Test Procedure i jego odmiana New European Driving Cycle – bazują na danych z samochodów konwencjonalnych, do których dodano pewne założenia, ale nie dane z rzeczywistego użycia hybryd. Dlatego też założenia dotyczące używania silnika elektrycznego w pluginach są, jak widać, zbyt optymistyczne.
Problem szczególnie jest widoczny w przypadku... samochodów służbowych. Za ich tankowanie płaci firma. Natomiast koszt ładowania akumulatorów zwykle spada na kierowcę. Zatem użytkownicy takich samochodów korzystają niemal wyłącznie z silnika spalinowego. Widoczne są też spore różnice regionalne. Na przykład w Norwegii, gdzie jest drogie paliwo a tani prąd, pluginy częściej jeżdżą na silniku elektrycznym. Co ciekawe, także w USA, kraju, w którym paliwo jest tanie, kierowcy częściej używają silników elektrycznych. Plötz stwierdza, że wielu kierowców z USA w badanej próbce miało wysoką świadomość ekologiczną, co motywowało ich do częstego ładowania i jazdy na silniku elektrycznym.
Naukowcy zaproponowali też rozwiązania problemu. Kierowcy indywidualni potrzebują łatwych do zainstalowania urządzeń ładujących kompatybilnych z domową infrastrukturą elektryczną. Ponadto różnego typu ulgi związane z posiadaniem hybrydy powinny być uzależnione od rzeczywistego wykorzystania silnika elektrycznego. Z kolei posiadaczy służbowych hybrydy powinno się zachęcać do ładowania samochodu w domu. Mogliby np. mieć dzięki temu tańszy prąd. Nie powinni też mieć możliwości nieograniczonego bezpłatnego tankowania.
« powrót do artykułu
-
-
Recently Browsing 0 members
No registered users viewing this page.