氢旋转发动机
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氢旋转发动机是一种使用氢的旋转发动机。氢是通过燃烧产生的。因此,它不会相对影响本地环境。但是,由于使用氮和氧的混合气体作为氧化剂,因此不可避免地产生氮氧化物。
未来的工作
- 氢是燃料,它是仅通过向氢源施加能量而获得的二次能量,这与通过采矿获得的一次能量不同。
- 目前,氢是通过重整天然气等在工业上生产的,但是如上所述,它消耗能量,因此其生产效率仅约为60-70%。另一方面,开采,精炼和运输汽油和瓦斯油(从中东到日本)的热效率超过90%。由于单独的发动机的燃烧效率在氢旋转发动机和常规发动机之间没有太大差异,因此氢旋转发动机在整体热效率方面劣于常规发动机。因此,即使通过大规模引入包括氢旋转的氢内燃机来将车辆的燃料从石油转换为氢,最终也会以更高的速度消耗天然气,并减少总的二氧化碳排放量。有人认为,从目前的情况来看,这种情况会增加。另外,与具有相同排量的往复式发动机相比,旋转式发动机具有更大的燃烧室表面积,并且具有非常大的热损失。即使在使用现有汽油的旋转发动机中,这也是一个普遍的问题。另一方面,当仅使用工业上作为副产物产生的氢时,废物得到有效利用。在日本,作为副产品而丢弃的氢气量据说足以为数百万辆氢气车提供燃料。
- 燃料电池车辆需要氢,氢的生产效率比石油低,但是使用催化剂在相对较低的温度下将氢的化学能转化为电能,从而减少了损失。当氢通过燃烧转化为动力时,它会经历燃烧过程,因此与燃料电池中使用的氢不同,它不能超过卡诺效率。因此,总热效率优于热效率具有理论极限的常规发动机,但是针对汽车进行了优化的聚合物电解质燃料电池使用贵金属催化剂,并且与内燃机相比非常昂贵。
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基础设施发展问题
- 就面积而言,可以通过管道供应在炼钢厂中作为副产品丢弃的氢气,但为了在远离生产设施的位置将其投入实际使用,请将氢气提供给加油站。必须在全国范围内安装储罐和新安装氢气站。但是,建造许多仅需少量车辆就需要高建造成本的储氢设施是不切实际的,这是未来的问题。另外,与高压压缩氢相比,液态氢的存储和供应需要非常大的成本。
- 应当注意,其他气体燃料在某种程度上得到了很好的开发,并且使用这些气体燃料的旋转式发动机在某种程度上不需要额外的基础设施开发。
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安全事项
- 氢气与氧气混合时很容易燃烧,因此有必要提高安全性。除了防止包括储罐在内的车身氢脆的措施,还没有确定发生事故时高压储氢罐的安全性。
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范围问题
- 续航距离受制氢罐尺寸的限制,无法进行长距离行驶。
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氢气加载方法的问题
- 实际上,有必要进一步减小氢气罐的尺寸。尽管出于安全原因已经研究了储氢合金,但是它们在重量和发热方面存在问题。
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输出问题
- 在相同排量的发动机上,所获得的输出仅为汽油作为燃料的一半。换句话说,如果您需要与汽油相同的输出功率,则必须制造和安装排量两倍的发动机。自然地,要求车辆还可以安装更大的发动机。
- 但是,可以通过改善气体流入发动机(喷射)的机制来改善这一点,对于LPG车辆,通过从混合器类型转换为喷射类型,我们可以成功获得与汽油车辆相同的输出。
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旋转发动机特有的问题
- 目前,只有马自达在日本拥有用于旋转发动机的制造工厂,而其他公司(即使进行技术研究,也没有足够的专业知识)。另外,即使在燃料变成氢等之后,旋转发动机所特有的诸如燃烧特性和热效率的缺点也将持续存在。
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