BMW Fields Pilot Fleet of Hydrogen Fuel Cell Vehicles – The Detroit Bureau

Η BMW είναι επιτόπια δοκιμή του iX5 Hydrogen έκδοση του SUV iX, που τροφοδοτείται από μια κυψέλη καυσίμου με μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων που τροφοδοτεί απευθείας τους κινητήρες EV με ηλεκτρική ενέργεια. 

Το BMW Group παραλαμβάνει τις ατομικές κυψέλες καυσίμου από την Toyota Motor Corp. και αντλίες αέρα από την Garrett Motion ως μέρος μιας συνεργασίας για την ανάπτυξη κινητήρων κυψελών καυσίμου. Η Toyota έχει ήδη κυκλοφορήσει στην αγορά ένα όχημα παραγωγής κυψελών καυσίμου, το Mirai, σε επιλεγμένες αγορές από το 2014. 

Χρησιμοποιώντας τις κυψέλες της Toyota, το BMW Group παράγει εξαιρετικά αποδοτικά συστήματα κυψελών καυσίμου στο «κέντρο αριστείας» για το υδρογόνο που εδρεύει στο Μόναχο. Η τεχνολογία του συστήματος κυψελών καυσίμου είναι ένα από τα πιο σημαντικά στοιχεία του BMW iX5 Hydrogen και η BMW πιστεύει ότι αυτή η δουλειά θα επηρεάσει τον μετασχηματισμό ολόκληρου του τομέα της κινητικότητας. 

«Το υδρογόνο είναι το κομμάτι που λείπει από το παζλ όταν πρόκειται για κινητικότητα χωρίς εκπομπές. Μία τεχνολογία από μόνη της δεν θα είναι αρκετή για να επιτρέψει την κλιματικά ουδέτερη κινητικότητα σε όλο τον κόσμο», δήλωσε ο Oliver Zipse, πρόεδρος του διοικητικού συμβουλίου της BMW AG. 

Πώς λειτουργεί μια κυψέλη καυσίμου PEM

Μια κυψέλη καυσίμου με μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων (PEM) είναι μια απλή γεννήτρια στερεάς κατάστασης. Μέσα στο κελί, υπάρχουν δύο πλάκες που χωρίζονται από μια διαπερατή μεμβράνη. Οι πλάκες είναι αυλακωμένες για να διευκολύνουν τη ροή του αερίου και επικαλύπτονται με αγώγιμο μέταλλο. Το σύστημα διοχετεύει συμπιεσμένο υδρογόνο στη μία πλευρά της μεμβράνης και συμπιεσμένο ατμοσφαιρικό αέρα στην άλλη. 

Η μεμβράνη επιτρέπει στα άτομα υδρογόνου να διασταυρωθούν, αλλά αφαιρεί τα ηλεκτρόνια από τα άτομα υδρογόνου καθώς περνούν. Τα ηλεκτρόνια ταξιδεύουν μέσω των αγωγών στην άλλη πλευρά του κυττάρου, δημιουργώντας ηλεκτρικό ρεύμα. 

Μόλις περάσει τη μεμβράνη, το άτομο υδρογόνου συνδέεται με το οξυγόνο στον ατμοσφαιρικό αέρα για να δημιουργήσει νερό και το άτομο ανακτά ένα ηλεκτρόνιο. Έτσι, η έξοδος της κυψέλης καυσίμου είναι απλώς καθαρό νερό και ηλεκτρική ενέργεια. 

Υπάρχουν δύο στάδια στην παραγωγή κυψελών καυσίμου: πρώτον, οι μεμονωμένες κυψέλες καυσίμου στοιβάζονται για να δημιουργήσουν μια στοίβα κυψελών καυσίμου. Στη συνέχεια, όλα τα άλλα εξαρτήματα τοποθετούνται για να σχηματίσουν ένα πλήρες σύστημα κυψελών καυσίμου. Το BMW Group έχει αναπτύξει ειδικά εξαρτήματα υδρογόνου για το νέο σύστημα κυψελών καυσίμου. Αυτά περιλαμβάνουν τη συνεργασία με τον Garrett για την παραγωγή ενός συμπιεστή υψηλών στροφών για την ώθηση του κανονικού ατμοσφαιρικού αέρα μέσα από την κυψέλη καυσίμου. 

«Το υδρογόνο είναι μια ευέλικτη πηγή ενέργειας που διαδραματίζει βασικό ρόλο στη διαδικασία της ενεργειακής μετάβασης και επομένως στην προστασία του κλίματος. Άλλωστε, είναι ένας από τους πιο αποτελεσματικούς τρόπους αποθήκευσης και μεταφοράς ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη δυνατότητα για να επιταχύνουμε επίσης τον μετασχηματισμό του τομέα της κινητικότητας», λέει ο Zipse. 

Η πρόκληση του συστήματος κυψελών καυσίμου είναι ότι παρόλο που είναι το πιο κοινό στοιχείο στο σύμπαν, τα ελεύθερα άτομα υδρογόνου είναι σπάνια στη Γη λόγω της τάσης τους να συνδέονται με άτομα οξυγόνου για να σχηματίσουν νερό. Ενώ ο πλανήτης έχει κυριολεκτικά ωκεανούς υδρογόνου και οξυγόνου, απαιτεί περισσότερη ενέργεια για να χωρίσει αυτά τα μόρια από ό,τι μπορούμε να ανακτήσουμε μέσω μιας κυψέλης καυσίμου. 

Ωστόσο, οι παγκόσμιες αλλαγές πολιτικής, οι εξελίξεις στην τεχνολογία κυψελών καυσίμου και οι πιο αυστηροί κανονισμοί για τις εκπομπές έχουν συμβάλει στο ταχέως αυξανόμενο ενδιαφέρον για τα ηλεκτρικά οχήματα που κινούνται με υδρογόνο. Σύμφωνα με το Συμβούλιο Υδρογόνου, περισσότερα από 500 δισεκατομμύρια δολάρια σε νέα έργα υδρογόνου έχουν χρηματοδοτηθεί μόνο τα τελευταία δύο χρόνια.

Το σύστημα κυψελών καυσίμου της BMW

Το αέριο υδρογόνο που απαιτείται για την τροφοδοσία της κυψέλης καυσίμου BMW αποθηκεύεται σε δύο δεξαμενές 700 bar κατασκευασμένες από πλαστικό ενισχυμένο με ίνες άνθρακα (CFRP). Μαζί, κρατούν έξι κιλά υδρογόνου, δίνοντας στο BMW iX5 Hydrogen αυτονομία 313 μιλίων. μετράται στον κύκλο WLTP. Ο ανεφοδιασμός των δεξαμενών υδρογόνου διαρκεί μόνο τρία έως τέσσερα λεπτά χρησιμοποιώντας τα τρέχοντα συστήματα ανεφοδιασμού με υδρογόνο, όπως είναι διαθέσιμα στη Νότια Καλιφόρνια. 

Κατά τη λειτουργία, το υδρογόνο συμπιέζεται ήδη στις δεξαμενές, ενώ το συστατικό του αέρα συμπιέζεται από τον νέας γενιάς, αρθρωτό συμπιεστή κυψελών καυσίμου της Garrett για ηλεκτρικά οχήματα κυψελών καυσίμου υδρογόνου.

«Τα τελευταία τέσσερα χρόνια, συνεργαζόμαστε στενά με το BMW Group για να αναπτύξουμε έναν προηγμένο συμπιεστή κυψελών καυσίμου υδρογόνου, προσαρμοσμένο στις ακριβείς ανάγκες τους. Αυτή η προσπάθεια θα καταλήξει σε μια εις βάθος δοκιμή στο δρόμο αργότερα αυτό το έτος», δήλωσε ο Craig Balis, αντιπρόεδρος της Garrett και επικεφαλής τεχνολογίας.

Σε ένα όχημα κυψελών καυσίμου, η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται βασίζεται σε κάθε στιγμή ανάγκη. Μπορείτε να το θεωρήσετε συγκρίσιμο με τη βενζίνη από αυτή την άποψη. Όταν πατάτε το πεντάλ γκαζιού, το σύστημα απαιτεί περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια και οι κυψέλες καυσίμου ανταποκρίνονται. Ο ηλεκτρικός αεροσυμπιεστής υψηλής απόδοσης της Garrett παρέχει τη μεταβλητή ροή αέρα που απαιτείται για τη βελτιστοποίηση της πυκνότητας και της απόδοσης ισχύος του συστήματος κυψελών καυσίμου από στιγμή σε στιγμή. 

Ειδικά για αυτήν την εφαρμογή, ένας νέος διαστολέας στροβίλου, σχεδιασμένος για να ανακτά τη σπατάλη ενέργειας από την έξοδο της στοίβας κυψελών καυσίμου, επιτρέπει έως και 20% μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας για συμπίεση αέρα, σε σύγκριση με τους συμβατικούς συμπιεστές κυψελών καυσίμου. Οι αρθρωτοί, υψηλής απόδοσης ηλεκτρικοί συμπιεστές κυψελών καυσίμου της Garrett βασίζονται στην τεχνογνωσία της εταιρείας στον τομέα της αεροδυναμικής turbo και λειτουργούν πάνω από τις τυπικές βιομηχανικές ταχύτητες, πέρα ​​από τις 150,000 σ.α.λ.

«Η Garrett είναι πρωτοπόρος στην τεχνολογία συμπιεστών ηλεκτρικών κυψελών καυσίμου υδρογόνου με χρόνια αποδεδειγμένης τεχνογνωσίας στην παραγωγή και εμπειρία στο δρόμο. Η επόμενη γενιά βασίζεται σε μια κληρονομιά πρωτοποριακής σχεδίασης και μηχανικής, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας ηλεκτροκινητήρα υψηλής ταχύτητας, ηλεκτρονικών ισχύος και προηγμένων χειριστηρίων», δήλωσε ο Balis.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• EVM Finance. Ενιαία διεπαφή για αποκεντρωμένη χρηματοδότηση. Πρόσβαση εδώ.
• Quantum Media Group. Ενισχυμένο IR/PR. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://www.thedetroitbureau.com/2023/06/bmw-fields-pilot-fleet-of-hydrogen-fuel-cell-vehicles/