수소는 대체 연료 시장에서 비교적 새로운 플레이어로, 녹색 배출량을 자체적으로 전기 자동차와 하이브리드에 대한 대안을 제공합니다. 그러나 수소 구동 기술은 2025 년부터 슬프게도 이륙하지 않았으며, 인프라 부족, 안전 문제 및 비교적 전문화 된 저용량 생산 차량 구매와 관련된 비용과 같은 여러 요인으로 인해 발생하지 않았습니다. 즉, 수소 전력은 매우 다재다능하고 실현되지 않은 잠재력으로 가득 차 있으며, 자동차는 주로 수소 연료 전지와 수소가 강화 된 내연 기관 (ICE)의 두 가지 수단 중 하나를 사용합니다.
이 둘 다 수소의 공통 연료 공급원을 특징으로하지만, 각 발전소가 실제로 작동하는 방식은 전기 모터를 가스 구동 엔진과 비교하는 것만 큼 크게 다릅니다. 수소 연료 전지는 초기 운동을 시작했으며 두 파워 트레인 중에서 가장 잘 알려져 있습니다. 예를 들어, Toyota Mirai는 세계 최초의 대량 시장 수소 연료 전지 (FCEV)가 강화 된 자동차이며 2014 년 모델을 위해 데뷔했으며 오늘날 미국 시장에서도 여전히 이용할 수 있습니다. 이 자동차는 기능적으로 전기 자동차와 유사하며 배터리 대신 수소 연료 전지에서 에너지를 끌어들이는 것입니다.
한편, 수소 구동 내연 기관은 사운드 및 일반적인 성능 특성에 이르기까지 일반 연소 엔진과 동일하게 작동합니다. 모든 의도와 목적을 위해 수소 얼음은 단순히 독특한 연료로 작동하는 일반 엔진입니다. 물론 실제로 가스 구동 엔진을 수소에서 작동하도록 변환하는 것은 전적으로 또 다른 문제입니다. 이 파워 트레인 각각이 두 가지의 “전형적인”수소 FCEV로 시작하여 어떻게 세부적으로 작동하는지 논의 해 봅시다.
수소 연료 전지의 작동 방식
모든 전기 모터는 전기 생성 수단과 연료 공급원의 두 가지 주요 요소가 필요합니다. 대부분의 EV를 사용하면 일반적으로 대형 충전식 배터리 팩으로 DC 전기 트랙션 모터와 결혼하여 수행됩니다. 최신 FCEV는 배터리를 사용하여 보충 전력 및 재생 제동 기능을 제공합니다. 한편, 전기 모터의 주요 원동력은 수소를 전기로 변환하는 연료 전지 자체입니다.
이것이 어떻게 발생하는지 설명하기 위해 먼저 다른 연료 탱크와 기능적으로 동시에 압축 수소 연료 탱크에서 시작합니다. 이어서, 수소는 연료 전지로 끌어 당겨 수소 원자를 양성자 및 전자로 분리하는 촉매를 함유한다. 그런 다음 전자는 전류 수집기에 의해 그려지며, 자체는 자동차의 고전압 시스템, 즉 전기 모터에 연결됩니다. 연료 전지 자체는 대부분 중합체 전해질 막으로 구성됩니다. 전해질 막은 음극과 양극 사이에 샌드위치되어 있습니다. 간단히 말해서, 수소는 양극에 도입되고, 산소는 음극에 산소를 산다. 이로 인해 전자가 작동하는 동안 양성자가 뒤로 물러나면서 양성자와 전자가 분리되게합니다. 이 전자가 끝나면, 그들은 뒤로 이동하여 양성자로 재결합하여 물을 만듭니다.
수소 FCEV는 General Motors에 의해 Electrovan으로 알려진 1966 년으로 거슬러 올라갑니다. 이 혁신적인 설계는 가압 수소와 공기로부터의 앰비언트 산소를 결합하는 대신 액체 수소와 액체 산소를 결합한 연료 전지를 이용 하였다. Toyota는 회사의 오랜 Toyota Mirai와 함께 가장 유명한 수소 FCEV 제조업체로 남아 있지만, 요즘 미국 시장에서 Honda와 Hyundai와의 경쟁에 직면 해 있습니다.
수소 연소 엔진
수소 FCEV는 수소 시장의 대부분을 나타내지 만, 이것은 표준 연소 엔진의 전통적인 사운드와 느낌을 찾는 사람들에게 더 유리한 옵션을 나타냅니다. 수소가 강화 된 내연 기관이 소리처럼 작동하기 때문입니다. 수소로 구동되는 전형적인 엔진이기 때문입니다. 오늘날 승용차에서 발견되는 대부분의 일반적인 엔진과 마찬가지로 수소 엔진은 여러 구성 및 실린더 카운트에있을 수 있으며 엔진 블록, 크랭크 샤프트 및 실린더 헤드와 같은 가장 일반적인 부분을 공유 할 수 있습니다. 이들은 일반적으로 주입, 압축, 파워 스트로크 및 배기 장치와 함께 정상적인 4 스트로크 파워 사이클에서 기능합니다. Toyota 및 Cummins와 같은 다양한 제조업체는 수소 엔진 기술에 투자하여 대형 트럭 및 건설 장비에서 맞춤형 레이스 자동차에 이르기까지 모든 데 사용됩니다.
엔진은 너무 많은 일반적인 부품을 사용하기 때문에 기술적으로 일반 엔진을 수소로 변환 할 수 있습니다. 둘 사이의 주요 차이점은 분명히 연료입니다. 그러나 그것은 다른 폭발성 특성뿐만 아니라 연료가 어떻게 전달되는지도 있습니다. 수소는 가스이며 휘발유는 액체입니다. 이러한 요소는 다른 저장 공간이 필요하며, 수소에는 가압 탱크가 필요한 수소와 선 및 인젝터와 같은 특수 연료 전달 시스템이 필요합니다.
구현에 가장 기대되는 문제는 실린더 불균형과 같은 엔진의 특유의 문제뿐만 아니라 전 세계의 의미있는 수준의 인프라가 부족합니다. 그러나 기존 엔진을 상대적으로 사소한 수정을 요구하는 개발 기술로서, 이는 휘발유를 잘 버리는 가장 실용적인 수단 중 하나를 제시합니다. 수소 아이스 카는 소수를 나타냅니다. 그러나 어쨌든 교환하려는 사람들에게는 다양한 FCEV 차량 모델을 사용할 수 있습니다.
