Новые способы моделирования характеристик топливных элементов могут значительно улучшить технологии, - говорит технический директор Hyzon Шиничи Хирано.
Новые способы моделирования характеристик топливных элементов могут значительно улучшить технологии, - говорит технический директор Hyzon Шиничи Хирано.
Экономист по водородам Винсент Лауэрман взял интервью у главного технолога Hyzon Шиничи Хирано, чтобы выяснить состояние конкуренции между водородными топливными элементами и батареями на рынке тяжелых грузовиков, а также перспективы G3 Titan Stack. Хирано является 30-летним ветераном технологии автомобильных топливных элементов и возглавлял альянс топливных элементов Ford-Daimler в течение 17 лет работы с производителем автомобилей Ford Motor Company.
Когда более тяжелые автомобили лучше подходят для работы на водороде, чем на аккумуляторах, и почему?
Хирано: Электромобили на водородных топливных элементах (FCEV) демонстрируют значительное преимущество перед аккумуляторной батареей для грузовых автомобилей большой и средней грузоподъемности. Водород значительно более энергоемкий, чем батареи, что является преимуществом, позволяющим увеличить дальность поездки и увеличить полезную нагрузку. Например, трансмиссия на водородных топливных элементах более чем на 2 тонны легче, чем трансмиссия от аккумуляторной батареи для грузовика с пробегом в 500 миль.
Кроме того, время заправки водородом значительно короче, чем время зарядки аккумулятора. Это делает его подходящим для автомобилей с высокой загрузкой, которые работают в 2-3 смены в день, что оставляет мало времени на подзарядку. Для заправки водородного FCEV потребуется несколько минут - до 15 минут для грузовика класса 8 -, а для электромобиля - часы.
Наконец, FCEV менее чувствительны к холоду, чем аккумуляторные электромобили (BEV). При низких температурах диапазон BEV может быть значительно сокращен.
Каков срок службы топливных элементов по сравнению с батареями?
Хирано: Ожидаемый срок службы топливных элементов составляет около 20 000 часов для менее агрессивного профиля использования, такого как стационарный режим работы, но срок службы топливных элементов в значительной степени зависит от рабочего профиля. Компания Hyzon работает над достижением срока службы в 20 000 часов при более реалистичном рабочем профиле. Трудно сравнивать количество яблок с яблоками с временем автономной работы, поскольку оно измеряется количеством циклов зарядки.
Отличаются ли их проблемы с окончанием срока службы? Если да, то как?
Хирано: Проблемы с окончанием срока службы действительно различаются. В топливных элементах основной проблемой является снижение производительности, которое постепенно снижает максимальную мощность и эффективность топливного элемента. Типичной причиной деградации является деградация катализатора, включая растворение платинового катализатора.
Компания Hyzon применяет несколько технических подходов для увеличения срока службы топливных элементов. Мы работаем над тем, чтобы сделать наши материалы более прочными и долговечными, и внедряем системную стратегию смягчения последствий для учета факторов стресса и, в конечном итоге, увеличения срока службы без использования экзотических материалов.
Батареи же со временем теряют емкость. В некоторых случаях плотность энергии в конце срока службы батареи составляет примерно половину от ее первоначальной плотности.
Есть ли на горизонте потенциальные изменения в правилах игры?
Хирано: Да. Наномасштабная визуализация топливных элементов с помощью синхротронной рентгеновской томографии и методов вычислительной гидродинамики позволяет получить доступ к подробному поведению в месте реакции топливного элемента, которое используется для проектирования структуры и свойств материала электродов. Эта высокоточная разработка на основе моделей может стать революционным достижением.
Еще одним потенциальным фактором, способным изменить правила игры, может стать внедрение устройств искусственного интеллекта, которые позволяют управлять на основе моделей и прогнозировать будущее состояние гидратации, чтобы оптимизировать рабочие условия и избежать сбоев и, в конечном итоге, улучшить срок службы и производительность.
В настоящее время капитальные затраты на водородные FCEV существенно выше, чем на дизельные. Что нужно сделать, чтобы сократить разрыв?
Хирано: Покупатели коммерческих автомобилей осознают общую стоимость владения (TCO), а не капитальные затраты на автомобили. Эта совокупная стоимость владения в основном обусловлена расходами на топливо в течение всего срока службы автомобиля. Hyzon разрабатывает автомобильную технологию на топливных элементах и обеспечивает доступ к недорогому водороду за счет местного производства и распределения, не зависящего от технологий.
Как ваш G3 Titan Stack поддерживает эти усилия?
Хирано: G3 - это технология топливных элементов нового поколения Hyzon, разработанная для повышения эффективности, долговечности и удельной мощности, чтобы предоставить нашим клиентам решение с нулевым выбросом углерода и снизить совокупную стоимость владения. Это является наивысшим приоритетом в научно-исследовательской работе Hyzon.
Наша технология G3 поддерживает батарею топливных элементов, архитектуру системы элементов и средства управления системой. Используя G3, система Hyzon сможет достичь более высокой мощности (200–310 кВт) при меньших затратах.
Какие технологические разработки позволили G3 достичь самой высокой в мире удельной мощности для топливной батареи PEM?
Хирано: Компания Hyzon стремится не только к достижению самой высокой в мире удельной мощности, но и к достижению зрелости - в частности, надежности, долговечности и эффективности системы в технологиях G3. В дополнение к другим нововведениям, G3 использует металлические пластины из титана, чтобы сделать элемент тоньше и легче. Титан устойчив к коррозии и прилипает к нашему покрывающему материалу, что делает его ключевым фактором повышения плотности.
ИСТОЧНИК: Hyzon Motors
Комментариев нет:
Отправить комментарий