BMW Fields pilotira floto vozil na vodikove gorivne celice – urad v Detroitu

BMW je terensko testiranje iX5 Hydrogen različica iX SUV, ki jo poganja gorivna celica z membrano za izmenjavo protonov, ki dovaja elektriko neposredno motorjem električnih vozil. 

Skupina BMW prejme svoje posamezne gorivne celice od Toyota Motor Corp. in zračne črpalke od Garrett Motion kot del partnerstva za razvoj pogonov na gorivne celice. Toyota je že tržila a proizvodno vozilo na gorivne celice, Mirai, na izbranih trgih od leta 2014. 

Z uporabo Toyotinih celic BMW Group proizvaja visoko učinkovite sisteme gorivnih celic v svojem "centru odličnosti" za vodik v Münchnu. Tehnologija sistema gorivnih celic je ena najpomembnejših komponent v BMW iX5 Hydrogen in BMW verjame, da bo to delo vplivalo na preobrazbo celotnega sektorja mobilnosti. 

»Vodik je manjkajoči kos v sestavljanki, ko gre za mobilnost brez emisij. Ena tehnologija sama po sebi ne bo dovolj, da bi omogočila podnebno nevtralno mobilnost po vsem svetu,« je povedal Oliver Zipse, predsednik upravnega odbora BMW AG. 

Kako deluje gorivna celica PEM

Gorivna celica s protonsko izmenjevalno membrano (PEM) je preprost polprevodniški generator. V notranjosti celice sta dve plošči, ločeni s prepustno membrano. Plošče so zažlebljene, da olajšajo pretok plina, in prevlečene s prevodno kovino. Sistem usmerja stisnjen vodik na eni strani membrane in stisnjen atmosferski zrak na drugi strani. 

Membrana dovoljuje vodikovim atomom, da preidejo, vendar odstranjuje elektrone iz vodikovih atomov, ko prehajajo. Elektroni potujejo skozi prevodnike na drugo stran celice in ustvarjajo električni tok. 

Ko prečka membrano, se vodikov atom poveže s kisikom v atmosferskem zraku in ustvari vodo, atom pa ponovno pridobi elektron. Tako sta proizvodnja gorivne celice preprosto čista voda in elektrika. 

Pri proizvodnji gorivnih celic obstajata dve stopnji: najprej se posamezne gorivne celice zložijo na kup, da se ustvari sklad gorivnih celic. Nato se vgradijo vse druge komponente, da tvorijo popoln sistem gorivnih celic. BMW Group je razvil posebne vodikove komponente za nov sistem gorivnih celic. Ti vključujejo sodelovanje z Garrettom pri izdelavi visoko vrtilnega kompresorja za potiskanje običajnega atmosferskega zraka skozi gorivne celice. 

»Vodik je vsestranski vir energije, ki ima ključno vlogo v procesu energetskega prehoda in s tem pri varovanju podnebja. Navsezadnje je to eden najučinkovitejših načinov shranjevanja in transporta obnovljive energije. Ta potencial bi morali izkoristiti tudi za pospešitev preobrazbe sektorja mobilnosti,« pravi Zipse. 

Izziv sistema gorivnih celic je v tem, da so prosti vodikovi atomi na Zemlji redki, čeprav so najpogostejši element v vesolju, ker so nagnjeni k povezovanju z atomi kisika in tako tvorijo vodo. Medtem ko ima planet dobesedno oceane vodika in kisika, potrebuje več energije, da razdeli te molekule narazen, kot jo lahko povrnemo z gorivno celico. 

Vendar so spremembe globalne politike, napredek v tehnologiji gorivnih celic in strožji predpisi o emisijah prispevali k hitro rastočemu zanimanju za električna vozila na vodik. Po podatkih Sveta za vodik je bilo samo v zadnjih dveh letih financiranih več kot 500 milijard dolarjev novih vodikovih projektov.

BMW-jev sistem gorivnih celic

Plinasti vodik, potreben za oskrbo gorivne celice BMW, je shranjen v dveh 700-barskih rezervoarjih iz plastike, ojačane z ogljikovimi vlakni (CFRP). Skupaj držita šest kilogramov vodika, kar daje BMW iX5 Hydrogen doseg 313 milj, kot izmerjeno v ciklu WLTP. Polnjenje rezervoarjev za vodik traja le tri do štiri minute z uporabo trenutnih sistemov za polnjenje vodika, kot so na voljo v južni Kaliforniji. 

Med delovanjem je vodik stisnjen že v rezervoarjih, medtem ko zračno komponento stisne Garrettov modularni kompresor na gorivne celice nove generacije za električna vozila na vodikove gorivne celice.

»Zadnja štiri leta smo tesno sodelovali z BMW Group, da bi razvili napreden kompresor za vodikove gorivne celice, prilagojen njihovim natančnim potrebam. To prizadevanje bo kulminiralo v poglobljenem preskusu na cesti pozneje v tem letu,« je povedal Craig Balis, podpredsednik Garretta in glavni tehnološki direktor.

V vozilu z gorivnimi celicami je količina proizvedene električne energije odvisna od trenutne potrebe. V tem pogledu si ga lahko predstavljate kot primerljivega z bencinom. Ko pritisnete na pedal za plin, sistem zahteva več električne energije in gorivne celice se odzovejo. Garrettov visoko zmogljiv električni zračni kompresor zagotavlja spremenljiv pretok zraka, potreben za optimizacijo gostote moči in izhodne moči sistema gorivnih celic od trenutka do trenutka. 

Posebej za to aplikacijo, nov turbinski ekspander, zasnovan za rekuperacijo odpadne energije iz izhoda sklada gorivnih celic, omogoča do 20 % zmanjšanje porabe električne energije za kompresijo zraka v primerjavi z običajnimi kompresorji gorivnih celic. Garrettovi modularni, visoko zmogljivi električni kompresorji na gorivne celice temeljijo na strokovnem znanju podjetja o turbo aerodinamiki in delujejo nad standardnimi industrijskimi hitrostmi, nad 150,000 vrt./min.

»Garrett je pionir v tehnologiji kompresorjev za električne gorivne celice z vodikom z dolgoletnim dokazanim strokovnim znanjem v proizvodnji in izkušnjami na cesti. Naslednja generacija temelji na dediščini prebojnega oblikovanja in inženiringa, vključno z našim lastnim hitrim električnim motorjem, močnostno elektroniko in naprednimi krmilniki,« je dejal Balis.

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• EVM Finance. Poenoten vmesnik za decentralizirane finance. Dostopite tukaj.
• Quantum Media Group. IR/PR ojačan. Dostopite tukaj.
• PlatoAiStream. Podatkovna inteligenca Web3. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• vir: https://www.thedetroitbureau.com/2023/06/bmw-fields-pilot-fleet-of-hydrogen-fuel-cell-vehicles/