SUV เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมได้รับเพิ่มระยะทางไฮโดรเจน (w / วิดีโอ)

SUV เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมได้รับเพิ่มระยะทางไฮโดรเจน (w / วิดีโอ)

Anonim

โดย Heather Lammers

- การขับรถเอสยูวีที่ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนเป็นระยะทาง 431 ไมล์ต่อการเติมน้ำมันนั้นไม่ใช่ความฝันของแคลิฟอร์เนียอีกต่อไป นักวิจัยจาก NREL และโตโยต้าเพิ่งเสร็จสิ้นการขับรถไปกลับ 331 ไมล์ระหว่าง Torrance และ San Diego ในรถยนต์ Hybrid Hybrid Fuel Cell ของ Toyota และด้วยเชื้อเพลิงที่เหลืออยู่ SUV เหล่านั้นข้ามเครื่องหมาย 400 ไมล์ได้อย่างง่ายดาย

เมื่อนักวิจัยจากกระทรวงพลังงานสหรัฐ (DOE) แห่งชาติห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทน (NREL) และ Savannah River National Laboratory (SRNL) เข้าร่วมในการทดลองขับสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน SUV ที่ถึงเทียบเท่ากับระยะการขับขี่ 431 ไมล์มัน ไม่ใช่แค่ความฝันของแคลิฟอร์เนีย ทีมวิจัยพร้อมกับโตโยต้าเพิ่งเสร็จสิ้นการขับรถไปกลับ 331 ไมล์ระหว่างทอร์รันซ์และซานดิเอโกรัฐแคลิฟอร์เนียขับรถไฮบริดของเซลล์เชื้อเพลิงไฮบริดของ Toyota Highlander - Advanced (FCHV-adv) และด้วยเชื้อเพลิงที่เหลืออยู่ในถัง SUV เหล่านั้นสามารถข้ามเครื่องหมาย 400 ไมล์ได้อย่างง่ายดาย

บริษัท โตโยต้ามอเตอร์เอ็นจิเนียริ่งแอนด์การผลิตอเมริกาเหนืออิงค์พร้อมกับ NREL / SRNL ได้ทำสัญญาความร่วมมือการวิจัยและพัฒนา (CRADA) โดยมีวัตถุประสงค์เพียงอย่างเดียวเพื่อกำหนดระยะการขับขี่จริงของ FCHV-adv

“ สิ่งสำคัญคือระยะการขับขี่ของยานพาหนะ” Keith Wipke วิศวกรอาวุโสของ NREL และผู้จัดการกลุ่มสำหรับการวิเคราะห์ไฮโดรเจนกล่าว "โดยพื้นฐานแล้วเราแสดงให้เห็นว่าการใช้เทคโนโลยีของวันนี้คุณสามารถขับรถในโลกแห่งความเป็นจริงได้ด้วยระยะทาง 400 ไมล์หรือมากกว่านั้นโดยใช้รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนมันน่าตื่นเต้นและน่าประหลาดใจที่เห็นการประหยัดเชื้อเพลิงสูงสำหรับรถ SUV"

แม้ว่าลูกผสมเช่น Toyota Prius ในปัจจุบันจะได้รับแรงกดดันมากมายจากการช่วยเหลือชาวอเมริกันให้ใช้น้ำมันน้อยลง แต่ไฮโดรเจนก็ยังคงให้คำมั่นสัญญาที่ดี นักวิจัยของ NREL และ SRNL ตรวจสอบว่า FCHV-advs สองตัวที่ใช้ระหว่างการทดสอบการขับขี่ประสบความสำเร็จในช่วงประมาณ 431 ไมล์จากการเติมก๊าซไฮโดรเจนที่ถูกบีบอัดเพียงครั้งเดียว การประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงเฉลี่ยออกมาเท่ากับ 68.3 ไมล์ / กิโลกรัมของไฮโดรเจน (เทียบเท่ากับ mpg สำหรับรถยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซิน) และ "ไอเสีย" เพียงอย่างเดียวจากยานพาหนะที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเหล่านี้คือ H2O (น้ำ)

Rush แคลิฟอร์เนียแล้วชายฝั่ง

วันก่อนการเดินทางครั้งใหญ่นักวิจัยได้เยี่ยมชมสำนักงานใหญ่ของโตโยต้าเพื่อชมชาวไฮแลนเดอร์ส เช้าวันรุ่งขึ้นเห็นจุดเริ่มต้นของการเดินทาง 11 ชั่วโมงเพื่อตรวจสอบช่วงการขับขี่และประสิทธิภาพของไฮแลนเดอร์ การประเมินเริ่มต้นที่ 8:00 น. - ในช่วงเร่งด่วนของชั่วโมงเร่งด่วนในตอนเช้าของรัฐแคลิฟอร์เนีย

ลูกเรือเริ่มการเดินทางที่สำนักงานใหญ่ของโตโยต้าในทอร์รันซ์ซึ่งอยู่ทางใต้ของลอสแองเจลิส ยานพาหนะแต่ละคันมีผู้ขับขี่หนึ่งรายจากผู้ผลิตรถยนต์นักวิทยาศาสตร์จาก NREL หรือ SRNL และอุปกรณ์เพื่อบันทึกข้อมูลไปพร้อมกัน คนขับรถมุ่งหน้าไปทางเหนือและตะวันตกไปยังซานตาโมนิกาและลงไปตามชายฝั่งไปยังเรดอนโดบีชเพื่อแวะพักแรก ขาต่อไปเดินจาก Redondo Beach ไปยัง Dana Point และขาสุดท้ายเดินจาก Dana Point ไปทางใต้จนถึงซานดิเอโก พวกเขาใช้เส้นทางเดิมกลับหลังอาหารกลางวัน

“ เนื่องจากการจราจรในแคลิฟอร์เนียซึ่งหนักมากในช่วงเช้าและเย็นการเดินทางใช้เวลานานกว่าที่วางแผนไว้เดิม” Wipke กล่าว "แต่สถานการณ์นั้นตรงกับการประเมินในโลกแห่งความเป็นจริงที่เราตามมาด้วยส่วนผสมของสภาพการขับขี่"

เพื่อเลียนแบบไดรฟ์ทั่วไปของผู้ใช้เส้นทางรวมถึงการขับรถบนทางหลวงและการจราจรแบบหยุดและไป ความเร็วสูงสุดในระหว่างเส้นทางทดสอบถึงประมาณ 75 ไมล์ต่อชั่วโมงด้วยความเร็วเฉลี่ยสำหรับวันนั้นคือประมาณ 30 ไมล์ต่อชั่วโมง ช่วงจริงสำหรับยานพาหนะนั้นคำนวณโดยใช้ไมล์ 331.5 ที่ครอบคลุมในระหว่างการขับรถ 11 ชั่วโมงบวกช่วงเพิ่มเติม 99.5 ไมล์จากการประหยัดเชื้อเพลิงเฉลี่ยจากวันที่คูณด้วยไฮโดรเจนที่เหลืออยู่ ผลลัพธ์ของช่วงการขับขี่ได้รับการคำนวณอย่างอิสระสำหรับยานพาหนะแต่ละคันและผลลัพธ์เหล่านี้เฉลี่ยอยู่ด้วยกันเพื่อให้ได้การประมาณช่วง 431 ไมล์สุดท้าย

แม้ว่าแนวคิดของการใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงสำหรับ SUV หรือรถของคุณอาจก่อให้เกิดความกังวลของ Hindenburg แต่รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนในปัจจุบันนั้นปลอดภัย ถังที่ใช้สำหรับเก็บไฮโดรเจนนั้นถูกสร้างมาอย่างดีและสถานีเติมน้ำมันนั้นใช้งานง่ายและคล้ายกันในการออกแบบกับสถานีบริการน้ำมันที่ทันสมัย

ในความเป็นจริงแล้วคุณสมบัติหนึ่งของไฮโดรเจนทำให้ปลอดภัยกว่าการใช้น้ำมันเบนซิน "ไฮโดรเจนสามารถปลอดภัยกว่าน้ำมันเบนซินเพราะมันเบากว่าอากาศอย่างมาก" Wipke กล่าว "ในเหตุการณ์ที่หายากที่คุณมีการรั่วในถังไฮโดรเจนจะสลายตัวอย่างรวดเร็วและไม่รวมตัวกันบนพื้นดินรอบ ๆ ยานพาหนะเช่นเดียวกับน้ำมันเบนซิน"

การรวบรวมข้อมูลแสดงให้เห็นถึงคำสัญญาล่วงหน้า

เพื่อตรวจสอบว่ายานยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสามารถไปได้ไกลแค่ไหนระบบรวบรวมข้อมูลที่ติดตั้งในรถ SUV ที่ติดตามความเร็วของยานพาหนะระยะทางไฮโดรเจนที่ใช้ความดันของถังไฮโดรเจนอุณหภูมิและปริมาตรถังภายใน

NREL และ SRNL วิเคราะห์ข้อมูลทั้งหมดที่รวบรวมระหว่างการประเมินและจัดทำรายงานอย่างเป็นทางการสำหรับ DOE (PDF 1.1 MB) เพื่อตรวจสอบผลลัพธ์ช่วงและไมล์โดยประมาณต่อแกลลอน Wipke และลูกเรือสามารถเห็นผลลัพธ์เริ่มต้นที่น่าตื่นเต้นระหว่างการประเมิน "เราสามารถเห็นการแสดงข้อมูลในยานพาหนะในขณะที่เราขับรถมันเป็นระเบียบเรียบร้อยมาก ๆ ที่ได้เห็นการเล่นข้อมูลในไลฟ์แอ็กชันและทำให้เรามีข้อบ่งชี้ที่ชัดเจนว่าช่วงจะสูงตั้งแต่เริ่มต้น" Wipke กล่าวว่า.

การทำงานร่วมกันของโตโยต้าและ NREL สำหรับการประเมินผลประเภทนี้เป็นการแข่งขันที่เป็นธรรมชาติ "การวิเคราะห์นี้จะช่วยให้หน่วยงานกำกับดูแลและโครงการวิจัยของรัฐบาลประเมินสถานะของอุตสาหกรรมเซลล์เชื้อเพลิงและความเป็นไปได้ของเทคโนโลยีในปัจจุบันอย่างถูกต้อง" วิศวกรเทคนิคขั้นสูงของโตโยต้า Jared Farnsworth กล่าว

NREL มีประสบการณ์หกปีในการทำงานกับ บริษัท ยานยนต์และผู้ให้บริการเชื้อเพลิงเพื่อประเมินประสิทธิภาพบนถนนของรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนเช่นเดียวกับโครงสร้างพื้นฐานการเติมเชื้อเพลิงที่จำเป็นผ่านการสาธิตการเรียนรู้ของ DOE การสาธิตการเรียนรู้นั้นประกอบไปด้วยรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิง 140 คันและสถานีเติมน้ำมันกว่า 20 แห่งและได้สะสมการเดินทางมากกว่า 2 ล้านไมล์

NREL สร้างเชื้อเพลิงของตัวเอง

แม้ว่านักวิจัยของ NREL จะไม่ได้นำ FCHV-adv กลับไปที่ห้องปฏิบัติการเพื่อทำการทดสอบต่อไป แต่พวกเขากลับมาที่สถานีทดสอบเชื้อเพลิงไฮโดรเจนแห่งใหม่ที่สามารถเติมยานพาหนะของเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่ถูกทดสอบที่ NREL

สถานีใหม่เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ NREL และ Wind ของ Hyd to Hydrogen (Wind2H2) ของ NREL และ Xcel Energy Wind2H2 ใช้ลมและพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า กระแสไฟฟ้านั้นจะถูกใช้เพื่อแยกน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน ไฮโดรเจนถูกบีบอัดเก็บไว้ในถังเหล็กขนาดใหญ่และต่อมาแปลงกลับเป็นไฟฟ้าหรือจ่ายเป็นรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงหรือใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้เครื่องกำเนิดการเผาไหม้ภายใน 50 กิโลวัตต์ เซลล์เชื้อเพลิงขนาด 5 kW จะถูกติดตั้งในภายหลังในปี 2010 ซึ่งจะรวมเข้ากับแหล่งพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับการทดสอบระบบพลังงานไฮบริด

“ เนื่องจากโครงการของเราใช้พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์โดยตรงจากแหล่ง - โดยไม่ต้องส่งออกไปยังกริดสาธารณูปโภคก่อน - ไฮโดรเจนของเรานั้นเป็น 'สีเขียว' ที่สุดในโลก” วิศวกรของ NREL อาวุโส Kevin Harrison กล่าว

เนื่องจากสถานีดังกล่าวเป็นส่วนหนึ่งของโครงการวิจัย Wind2H2 ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นไฮโดรเจนที่สร้างขึ้นจึงไม่ได้ใช้เพื่อยานยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนเท่านั้น อย่างไรก็ตาม NREL มีความสนใจที่จะร่วมมือกับ บริษัท และหน่วยงานต่างๆที่อาจวางยานพาหนะไฮโดรเจนในยานพาหนะของพวกเขาในอนาคตและต้องการสถานที่ทางตะวันตกเฉียงเหนือของเดนเวอร์เพื่อเติมเต็ม ด้วยแผ่นคอนกรีตขนาดใหญ่และลมและดวงอาทิตย์จำนวนมากที่สถานีสามารถรองรับรถบัสไฮโดรเจนได้ยาวถึง 40 ฟุต เพื่อรองรับรถบัสที่เติมน้ำมันรถถังแรงดันสูงใหม่จะถูกติดตั้งที่ไซต์ Wind2H2 ในช่วงฤดูใบไม้ผลิของปี 2010

จัดหาให้โดย NREL