Con repostaje de hidrógeno y una autonomía de 600 kilómetros y 3 minutos, la futura combinación del Toyota Mirai hace realidad una verdadera “nueva energía”
Pensé en este problema cuando estaba en la escuela secundaria. Naturalmente, muchos científicos tienen que superarlo. Hyundai de Corea del Sur fue la primera en aplicar la energía del hidrógeno al campo automotriz, pero Toyota de Japón familiarizó a la gente con la tecnología.
El Toyota Mirai Future Combined es el primer vehículo de pila de combustible de hidrógeno de Toyota lanzado en 2014. La combinación futura de Mirai es la ortografía romaji de "futuro". En comparación con los vehículos de combustible tradicionales, el principio de funcionamiento de la futura combinación del Toyota Mirai es más simple.
Los vehículos se pueden dividir a grandes rasgos en tres partes. La parte delantera es la "unidad de propulsión", la parte media de la carrocería es la "unidad de capacidad" y la parte media y trasera de la carrocería es la "unidad de almacenamiento de energía".
Cuando el vehículo está en marcha, la rejilla de entrada de aire situada en la parte delantera del vehículo introduce aire (oxígeno) en la "unidad de capacidad", es decir, la pila de combustible, y también se transfiere hidrógeno desde la "unidad de capacidad". unidad de almacenamiento de energía" a la "unidad de capacidad". Aquí, el hidrógeno y el oxígeno reaccionan para producir electricidad, calor y agua. La energía eléctrica se envía a la "unidad motriz" para impulsar las ruedas, y el exceso de energía eléctrica se envía a la parte trasera del automóvil y se almacena en la batería de almacenamiento de energía. Se utiliza energía térmica para mantener la temperatura de reacción y el exceso de calor se disipa mediante enfriamiento. El agua sale por el tubo de desagüe.
La "unidad de almacenamiento de energía" de la futura combinación del Toyota Mirai incluye no sólo baterías de almacenamiento de energía, sino también tanques de almacenamiento de hidrógeno. Hay dos tanques de almacenamiento de hidrógeno, ubicados antes y después del eje trasero, con una capacidad total de 122,4 litros, una presión de 70 Mpa (el equipo de almacenamiento de hidrógeno doméstico es generalmente de 35 Mpa) y una autonomía de crucero de 600 a 700 km es igual de simple. como repostaje y se puede realizar en 3 minutos.
En el caso del combustible de hidrógeno, lo primero que la gente piensa es que es "inflamable y explosivo". El tanque de almacenamiento de hidrógeno del futuro combinado del Toyota Mirai adopta un diseño de tres capas y el material polimérico más interno no reaccionará con el hidrógeno. La capa intermedia está hecha de plástico termoplástico reforzado con fibra de carbono. La capa más exterior está hecha de material polimérico de fibra de vidrio. Los tanques de almacenamiento de hidrógeno son resistentes a los ataques con armas pequeñas, tienen gran resistencia y su fabricación es costosa.
El límite de explosión del hidrógeno es del 4 % al 75,6 %. Si la concentración es inferior o superior, no explotará incluso si se incendia. Para evitar este rango de concentración, el tanque de almacenamiento de hidrógeno del Toyota Mirai Future Combined está equipado con una válvula de alivio de presión de fácil instalación que descargará rápidamente el hidrógeno del tanque en caso de incendio del vehículo.
Las pilas de combustible de hidrógeno han encontrado efectivamente una "nueva fuente de energía" para la industria automovilística, pero también existen muchos obstáculos para su desarrollo.
Obstáculo 1: La fuente de hidrógeno
Cuando los vehículos eléctricos anuncian que sus emisiones no contaminan, las centrales eléctricas de carbón que se encuentran detrás de ellos están consumiendo recursos no renovables como el carbón. . Los vehículos de pila de combustible de hidrógeno se enfrentan ahora a este problema. Aunque aprendimos a producir hidrógeno electrolizando agua en la escuela secundaria, el costo de producir hidrógeno electrolizando agua a gran escala es alto. Actualmente, la producción de hidrógeno todavía se realiza a partir de recursos no renovables como minerales y petróleo. Para obtener hidrógeno más puro, debemos esperar a que mejoren la tecnología de producción de hidrógeno fotoeléctrico.
Obstáculo 2: Alto costo
El precio local del Toyota Mirai Future Combined en Japón llega a 741.000 yenes, lo que equivale a unos 460.000 yuanes. Dejando a un lado los costos de I+D, los vehículos también son caros de fabricar. Además del tanque de almacenamiento de hidrógeno compuesto de fibra de carbono + mencionado anteriormente, la pila de combustible también requiere un metal precioso: platino. Cada futura combinación del Toyota Mirai requiere alrededor de 15 g de platino, y otros vehículos con pila de combustible de hidrógeno también utilizan entre 20 y 50 g de platino. La cantidad total de minas de platino en el mundo es de aproximadamente 150 toneladas. Si podemos encontrar materiales alternativos más económicos, los vehículos con pilas de combustible de hidrógeno podrían estar ampliamente disponibles.
Obstáculo 3: Es necesario verificar la seguridad.
Aunque el tanque de almacenamiento de hidrógeno del Toyota Mirai Future Portfolio tiene muchas tecnologías de seguridad, su estabilidad aún está por discutirse. El hidrógeno es un gas extremadamente reactivo, lo que es una de las razones por las que el hidrógeno no es popular como combustible. Actualmente no existe ninguna agencia externa que pruebe la seguridad en caso de choque de futuras combinaciones de Toyota Mirai. Si queremos popularizarlo al nivel de los vehículos de combustible, no podemos retroceder aunque no mejoremos.
En comparación con los vehículos de combustible, los vehículos de pila de combustible de hidrógeno han logrado cero emisiones. En comparación con los vehículos eléctricos, las baterías de pilas de combustible de hidrógeno al final de su vida útil contaminan menos y se hidrogenan más rápido. La energía del hidrógeno no sólo es revolucionaria para los automóviles, sino que también desempeña un papel vital en el desarrollo industrial y los sistemas energéticos globales. Si algún día los seres humanos logran dominar plenamente el aprovechamiento de la energía del hidrógeno, se logrará un desarrollo verdaderamente sostenible.