Kituo cha Kujaza Hidrojeni ni nini?

Kuelewa Vituo vya Kujaza Hidrojeni

Maeneo maalum yanayoitwa vituo vya kuongeza mafuta ya hidrojeni (HRS) hutumika kujaza magari ya umeme yanayoendeshwa na seli za mafuta na hidrojeni. Vituo hivi vya kujaza mafuta huhifadhi hidrojeni yenye shinikizo kubwa na hutumia nozeli na mabomba maalum kutoa hidrojeni kwa magari, ikilinganishwa na vituo vya kawaida vya kuongeza mafuta. Mfumo wa kuongeza mafuta ya hidrojeni unakuwa muhimu kwa kuendesha magari ya seli za mafuta, ambayo huunda hewa ya joto na mvuke wa maji pekee, kadri ubinadamu unavyoelekea kwenye usafirishaji wa kaboni kidogo.

Unajaza gari la hidrojeni na nini?

Gesi ya hidrojeni iliyobanwa sana (H2), kwa kawaida katika shinikizo la baa 350 au baa 700 kwa magari, hutumika kwa ajili ya kuwasha mafuta magari ya hidrojeni. Ili kuhifadhi shinikizo la juu la gesi kwa ufanisi, hidrojeni huhifadhiwa katika matangi yaliyoimarishwa na nyuzi za kaboni yaliyobinafsishwa.

Vituo vya Kujaza Hidrojeni Vinafanyaje Kazi?

Kujaza mafuta kwenye gari lililotengenezwa kwa hidrojeni kunahitaji hatua kadhaa muhimu:1. Uzalishaji wa Hidrojeni: Mageuzi ya methane ya mvuke (SMR), kutumia umeme kutoka vyanzo vinavyoweza kutumika tena, au kutokana na mchakato wa utengenezaji ni baadhi ya njia huru ambazo hutumiwa mara nyingi kutengeneza hidrojeni kwa matumizi.

1. Ubanwaji na Uhifadhi wa Gesi: matangi ya kuhifadhia yaliyo karibu huhifadhi gesi ya hidrojeni baada ya kubanwa kabisa hadi shinikizo kubwa (pau 350–700).
2. Kupoeza Kabla ya Kupoeza: Ili kuepuka uharibifu wa joto wakati wa operesheni ya kujaza haraka, hidrojeni lazima ipoezwe hadi -40°C kabla ya kusambazwa.

4. Usambazaji: Kiambatisho kilichofungwa huundwa kati ya chombo cha kuhifadhia cha gari na pua iliyoundwa maalum. Utaratibu unaodhibitiwa kwa uangalifu unaodumisha shinikizo na halijoto huwezesha hidrojeni kuingia kwenye matangi ya kuhifadhia ya gari.

5. Mifumo ya Usalama: Kazi kadhaa za kinga, kama vile mifumo ya kuzima moto, vidhibiti vya kuzima kiotomatiki, na ufuatiliaji wa uvujaji, zinaahidi kwamba shughuli ziko salama.

Mafuta ya Hidrojeni dhidi ya Magari ya Umeme

Je, mafuta ya hidrojeni ni bora kuliko ya umeme?

Mwitikio huu unategemea hali maalum za matumizi. Kwa kuwa 75–90% ya usambazaji wa umeme hubadilishwa kuwa nguvu kwenye magurudumu ya gari, magari ya umeme yanayotumia betri kwa kawaida huwa rafiki zaidi kwa mazingira. Kati ya asilimia arobaini na sitini ya nishati katika hidrojeni yanaweza kubadilishwa kuwa nguvu ya kuendesha magari ya seli za mafuta ya hidrojeni. Hata hivyo, FCEV zina faida katika suala la ufanisi wa uendeshaji katika mazingira baridi, maisha marefu (maili 300–400 kwa kila tanki), na muda wa kujaza mafuta (dakika 3–5 dhidi ya dakika 30+ kwa kuchaji haraka). Kwa magari makubwa (malori, mabasi) ambapo kujaza mafuta haraka na umbali mrefu ni muhimu, hidrojeni inaweza kufaa zaidi.

Gharama na Mambo ya Kuzingatia kwa Vitendo

Je, ni ghali kiasi gani kujaza tena gari la hidrojeni?

Kwa sasa, kuongeza mafuta kwenye gari linalotumia hidrojeni kwa kutumia tanki zima (takriban kilo 5–6 za hidrojeni) kutagharimu kati ya $75 na $100, ambayo huipa umbali wa maili 300–400. Hii inafikia takriban $16–20 kwa kila kilo ya hidrojeni. Bei hutofautiana kulingana na eneo na zinatarajiwa kupungua kadri utengenezaji unavyopanuka na matumizi ya maendeleo ya hidrojeni rafiki kwa mazingira. Baadhi ya maeneo hutoa punguzo ambalo ni gharama ya chini kwa wateja.

Je, injini ya kawaida ya gari inaweza kufanya kazi kwa hidrojeni?

Ingawa si kawaida, injini za mwako za kitamaduni zinaweza kubinafsishwa ili kufanya kazi kwenye hidrojeni. Kuanzia kabla ya kuwasha, uzalishaji mkubwa wa oksidi za nitrojeni, na masuala ya uhifadhi ni miongoni mwa matatizo ambayo injini za mwako wa ndani wa hidrojeni lazima zishughulikie baada ya muda. Leo, karibu magari yote yanayotumia hidrojeni hutumia teknolojia ya seli za mafuta, ambayo hutumia hidrojeni na oksijeni kutoka kwa mazingira ili kutoa nguvu inayoendesha mota ya umeme kwa maji tu kama bidhaa taka.

Ni nchi gani hutumia mafuta ya hidrojeni zaidi?

Kwa zaidi ya vituo 160 vya kujaza hidrojeni na mipango kabambe ya kujenga vituo 900 ifikapo mwaka 2030, Japani siku hizi inaongoza duniani katika matumizi ya mafuta yaliyotengenezwa kwa hidrojeni. Nchi zingine kubwa zinajumuisha:

Ujerumani: Zaidi ya vituo 100, huku vituo 400 vikipangwa kufikia mwaka wa 2035

Marekani: Inayo takriban vituo 60, vingi vikiwa California

Korea Kusini: inakua haraka, huku vituo 1,200 vikitarajiwa kufikia 2040

China: Kufanya uwekezaji muhimu, huku vituo zaidi ya 100 vikiendelea kufanya kazi kwa sasa

Ukuaji wa Kituo cha Kujaza Hidrojeni Duniani

Kulikuwa na takriban vituo 800 vya kujaza mafuta ya hidrojeni duniani kufikia mwaka wa 2023; kufikia mwaka wa 2030, idadi hiyo inakadiriwa kuongezeka hadi zaidi ya 5,000. Kutokana na ruzuku kutoka kwa serikali na kujitolea kwa mtengenezaji kwa ajili ya maendeleo ya seli za mafuta, Ulaya na Asia ziko katika ukingo wa mbele wa maendeleo haya.

Kuzingatia Kazi Nzito: Upanuzi wa miundombinu ya hidrojeni kwa malori, mabasi, treni, na matumizi ya baharini