Pilotażowa flota pojazdów BMW Fields z wodorowymi ogniwami paliwowymi – Biuro w Detroit

BMW jest testy terenowe iX5 Hydrogen wersja iX SUV, napędzana ogniwem paliwowym z membraną do wymiany protonów, które dostarcza energię elektryczną bezpośrednio do silników EV. 

BMW Group otrzymuje swoje indywidualne ogniwa paliwowe od Toyota Motor Corp. i pompy powietrza od Garrett Motion w ramach partnerstwa mającego na celu rozwój napędów na ogniwa paliwowe. Toyota wprowadziła już na rynek m.in produkcyjny pojazd na ogniwa paliwowe, Mirai, na wybranych rynkach od 2014 roku. 

Wykorzystując ogniwa Toyoty, BMW Group produkuje wysoce wydajne systemy ogniw paliwowych w monachijskim „centrum doskonałości” w zakresie wodoru. Technologia ogniw paliwowych jest jednym z najważniejszych elementów w BMW iX5 Hydrogen i BMW wierzy, że ta praca wpłynie na transformację całego sektora mobilności. 

„Wodór jest brakującym elementem układanki, jeśli chodzi o bezemisyjną mobilność. Sama technologia nie wystarczy, aby umożliwić mobilność neutralną dla klimatu na całym świecie” – powiedział Oliver Zipse, prezes zarządu BMW AG. 

Jak działa ogniwo paliwowe PEM

Ogniwo paliwowe z membraną do wymiany protonów (PEM) jest prostym generatorem półprzewodnikowym. Wewnątrz komórki znajdują się dwie płytki oddzielone przepuszczalną membraną. Płytki są rowkowane w celu ułatwienia przepływu gazu i pokryte metalem przewodzącym. System kieruje sprężony wodór po jednej stronie membrany, a sprężone powietrze atmosferyczne po drugiej. 

Membrana umożliwia przejście atomów wodoru, ale usuwa elektrony z atomów wodoru podczas ich przechodzenia. Elektrony przemieszczają się przez przewodniki na drugą stronę komórki, wytwarzając prąd elektryczny. 

Po przejściu przez błonę atom wodoru wiąże się z tlenem w powietrzu atmosferycznym, tworząc wodę, a atom odzyskuje elektron. Tak więc wyjściem ogniwa paliwowego jest po prostu czysta woda i energia elektryczna. 

Istnieją dwa etapy produkcji ogniw paliwowych: najpierw poszczególne ogniwa paliwowe są układane w stos, tworząc stos ogniw paliwowych. Następnie wszystkie pozostałe komponenty są montowane, tworząc kompletny system ogniw paliwowych. BMW Group opracowała specjalne komponenty wodorowe dla nowego systemu ogniw paliwowych. Obejmują one współpracę z Garrettem w celu wyprodukowania wysokoobrotowej sprężarki do przetłaczania zwykłego powietrza atmosferycznego przez ogniwo paliwowe. 

„Wodór jest wszechstronnym źródłem energii, które ma do odegrania kluczową rolę w procesie transformacji energetycznej, a tym samym w ochronie klimatu. W końcu to jeden z najbardziej efektywnych sposobów magazynowania i transportu energii odnawialnej. Powinniśmy wykorzystać ten potencjał również do przyspieszenia transformacji sektora mobilności – mówi Zipse. 

Wyzwanie związane z systemem ogniw paliwowych polega na tym, że chociaż jest to najbardziej powszechny pierwiastek we wszechświecie, wolne atomy wodoru są rzadkością na Ziemi ze względu na ich skłonność do wiązania się z atomami tlenu, tworząc wodę. Podczas gdy planeta dosłownie ma oceany wodoru i tlenu, potrzeba więcej energii, aby rozdzielić te cząsteczki, niż jesteśmy w stanie odzyskać za pomocą ogniwa paliwowego. 

Jednak globalne zmiany polityczne, postęp w technologii ogniw paliwowych i zaostrzenie przepisów dotyczących emisji przyczyniły się do szybkiego wzrostu zainteresowania pojazdami elektrycznymi napędzanymi wodorem. Według Rady ds. Wodoru tylko w ciągu ostatnich dwóch lat sfinansowano ponad 500 miliardów dolarów na nowe projekty wodorowe.

System ogniw paliwowych BMW

Gazowy wodór niezbędny do zasilania ogniw paliwowych BMW jest przechowywany w dwóch zbiornikach o ciśnieniu 700 barów wykonanych z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem węglowym (CFRP). Razem mieszczą sześć kilogramów wodoru, co daje BMW iX5 Hydrogen zasięg 313 mil, jak mierzony w cyklu WLTP. Tankowanie wodoru w zbiornikach zajmuje tylko trzy do czterech minut przy użyciu obecnych systemów tankowania wodoru, dostępnych w Południowej Kalifornii. 

Podczas pracy wodór jest już sprężany w zbiornikach, podczas gdy składnik powietrza jest sprężany przez nową generację modułowej sprężarki Garrett z ogniwami paliwowymi do pojazdów elektrycznych napędzanych wodorowymi ogniwami paliwowymi.

„Przez ostatnie cztery lata ściśle współpracowaliśmy z BMW Group w celu opracowania zaawansowanej sprężarki z wodorowymi ogniwami paliwowymi, dostosowanej dokładnie do ich potrzeb. Zwieńczeniem tych wysiłków będą dogłębne testy drogowe jeszcze w tym roku” — powiedział Craig Balis, wiceprezes i dyrektor ds. technologii firmy Garrett.

W pojeździe napędzanym ogniwami paliwowymi ilość wytwarzanej energii elektrycznej zależy od chwilowego zapotrzebowania. Pod tym względem można go porównać do benzyny. Po naciśnięciu pedału przyspieszenia system żąda więcej energii elektrycznej, a ogniwa paliwowe reagują. Wysokowydajna elektryczna sprężarka powietrza firmy Garrett zapewnia zmienny przepływ powietrza potrzebny do optymalizacji gęstości mocy i mocy układu ogniw paliwowych w każdej chwili. 

Specjalnie do tego zastosowania nowy rozprężacz turbiny, zaprojektowany do odzyskiwania energii odpadowej z wylotu stosu ogniw paliwowych, pozwala na zmniejszenie zużycia energii elektrycznej do sprężania powietrza nawet o 20% w porównaniu z konwencjonalnymi sprężarkami na ogniwa paliwowe. Modułowe, wysokowydajne sprężarki elektryczne firmy Garrett z ogniwami paliwowymi opierają się na doświadczeniu firmy w dziedzinie aerodynamiki turbosprężarek i działają z prędkością przekraczającą standardowe prędkości branżowe, powyżej 150,000 XNUMX obr./min.

„Garrett jest pionierem technologii sprężarek z wodorowymi elektrycznymi ogniwami paliwowymi z wieloletnim doświadczeniem w produkcji i doświadczeniem na drogach. Następna generacja opiera się na spuściźnie przełomowego projektu i inżynierii, w tym na naszym własnym szybkim silniku elektrycznym, energoelektronice i zaawansowanych kontrolach” – powiedział Balis.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• EVM Finanse. Ujednolicony interfejs dla zdecentralizowanych finansów. Dostęp tutaj.
• Quantum Media Group. Wzmocnienie IR/PR. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Analiza danych Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://www.thedetroitbureau.com/2023/06/bmw-fields-pilot-fleet-of-hydrogen-fuel-cell-vehicles/