of 26 /26
Referat realizat de: Mesaroș George Cosmin Potîrniche Horațiu

Poluare Automobile

Embed Size (px)

DESCRIPTION

gfyug

Citation preview

Page 1: Poluare Automobile

Referat realizat de:

Mesaroș George CosminPotîrniche Horațiu

„Colegiul Național Mihai Viteazul” TurdaAPRILIE, 2012

Page 2: Poluare Automobile

Cuprins

I.Problema poluării.Rolul automobilelor.Introducere : De ce poluarea aerului datorată automobilelor ?..... 3Poluarea aerului..............................................................................4Automobilul ca factor de poluare...................................................5

II.Solu ții Convertizorul catalitic....................................................................8Automobilul electric......................................................................10Combustibili alternativi.................................................................12

Biodiesel......................................................................12Bioetanol......................................................................13Hidrogen......................................................................14Bio-hibrid.....................................................................16

Concluzii........................................................................................16

Introducere : De ce poluarea aerului datorată automobilelor ?

2

Page 3: Poluare Automobile

Chiar în titlul acestei lucrări, un individ obișnuit in secolul XXI recunoaște 2 cuvinte esențiale.Primul este automobil, sau „mașină”, care nu este la ora actuală un vehicol popular sau banal, ci este INDISPENSABIL societății umane la momentul de față. Pentru oricine este astazi aproape imposibil să imagineze o lume fără automobile, în condițiile în care acestea erau privite ca un bun deosebit de exotic si extravagand cu 5 secole in urmă.

Celălat concept, aproape neconoscut acum 5 decenii, este astazi enorm mediatizata poluare. Prin poluare se înțeleg efectele secundare ale activitățiilor umane cu consecințe negative sau chiar distructive asupra mediului inconjurător.

Această lucrare se înmparte în 2 sectoare: starea actuală a poluării și rolul automobilele și metode alternative.

In prezent, majoritatea produselor sunt obținute prin prelucrarea unor materiale brute si au ca rezultat in afară de produsul finit, numeroase deșeuri , mai mult sau mai puțin toxice, care afectează la diferite niveluri invelișul terestru.Efectele poluării sunt resimțite pană si pe întinderile, până ieri imaculate, ale Antarcticii.S-a calculat că in timp de un deceniu, devierile civilizatiei au provocat mediului natural pagube mai mari decat intr-un mileniu. milioane de hectare de teren, ce pana ieri erau socotite inerte pe vecie, in paralel cu alte milioane de hectare dintre cele aflate in producție devin improprii cultivării, datorita tot acțiunii omului. De cand omul a început să lupte împotriva naturii, suprafața deșerturilor a crescut cu un miliard de hectare si procesul avansează intr-un ritm accelerat. Din cele 14-16 miliarde de tone de bioxid de carbon lansate anual in atmosferă prin arderea combustibililor, plus cele provenite din respirația oamenilor si animalelor, doua treimi sunt absorbite de păduri, acei “plămâni verzi” ai Pământului, cărora le datorăm atât de mult.

Referitor la poluare aerului, despre care vom detalia in capitolul următor, situația nu este deloc mai fericită decât în cazul altor poluări, dar nivelul și viteza la care se poluează elementul vital numărul 1 este mult peste stadiul alarmant, iar situația se agravează în ritm accelerat.

Poluarea aerului

3

Page 4: Poluare Automobile

Este adesea vizibilă sub forma fumului din hornuri si a gazelor de la țevile de eșapament ale mașinilor. Fumul este un amestec de gaze si chimicale si poate deveni mai toxic sub acțiunea soarelui puternic, datorită unei reacții chimice provocată de lumină. Smogul care rezultă are un miros neplăcut si provoacă lăcrimare.

Pe langă efectele directe ale inspirării aerului poluat, aerul poluat are si un efect devastator asupra mediului.

Dacă există substanțe chimice in curenții de aer, ele vor cădea odată cu ploaia provocând fenomenul de ploaie acidă.

Substanțele chimice poluante din aer ajung si in lanțul alimentar, fiind absorbite de plantele din regiunile poluate. Altă tulburare a echilibrului ecologic din atmosferă este provocată de anumite tipuri de pulverizatoare cu aerosol.

,,Aerul curat” este un amestec de gaze a căror proporție se menține consanta in straturile inferioare ale atmosferei; acțiunea constantă a aerului reprezintă una dintre condițiile de bază ale menținerii vieții pe Terra.

Componenții aerului sunt: Azot (78,09%),Oxigen (20,94%), Argon (0,93%), dioxid de carbon(0,03%),+alte gaze.

Prin poluare apare o impurificare a aerului, o modificare a compoziției sale normale.

Cauzele principale, conform studiilor, sunt:

Creșterea circulației rutiere; Creșterea consumului de energie provenind din combustibili clasici; Creșterea zgomotului Apariția deșeurilor menajere incinerate Creșterea producției industriale

O cauză comună pentru primii 3 factori de poluare a atmosferei este automobilul.

Automobilul ca factor de poluare

4

Page 5: Poluare Automobile

Poluanţi produşi de motorul unei maşini :

Pentru a reduce emisiile de poluanţi, motoarele moderne controlează cu precizie cantitatea de carburant pe care o consumă. Acestea încearcă să menţină raportul aer-carburant foarte aproape de punctul stoichiometric, care reprezintă raportul ideal calculat pentru aer şi carburant. Teoretic, la acest raport, tot carburantul ar fi ars utilizând tot oxigenul din aer. Pentru benzină, raportul stoichiometric este de aproximativ 14,7:1, adică pentru fiecare livră de benzină vor fi arse 14,7 livre de aer. Amestecul carburant variază în realitate de la raportul ideal destul de mult în timpul funcţionării motorului. În unele cazuri amestecul poate fi sărac (un raport aer-carburant mai mare de 14,7) iar în alte cazuri amestecul poate fi bogat (un raport aer-carburant mai mic de 14,7). Principalele emisii ale unui motor de maşină sunt:

Azot (N2) - Aerul este format din 78 la sută azot şi cea mai mare parte din acesta trece neschimbat prin motorul maşinii.

Dioxid de carbon (CO2) - Acesta este unul dintre produsele combustiei. Carbonul din carburant se leagă cu oxigenul din aer.

Vapori de apă (H2O) - Aceştia sunt un alt produs al combustiei. Hidrogenul din carburant se leagă cu oxigenul din aer.

Aceste emisii sunt în general nedăunătoare (deşi se crede că emisiile de dioxid de carbon contribuie la încălzirea globală). Dar, deoarece procesul de combustie nu este niciodată perfect, în motoarele maşinilor sunt produse de asemenea cantităţi mai mici de emisii mai dăunătoare.

Monoxid de carbon (CO) - un gaz toxic incolor şi inodor. Hidrocarburi sau compuşi organici volatili (COV) - produşi în principal

datorită carburantului nears care se evaporă. Lumina soarelui desface aceşti compuşi formând oxidanţi, care reacţionează cu oxizii azotului şi crează ozon (O3) la nivelul solului, unul dintre componentele principale ale smogului.

Oxizi de azot (NO şi NO2, denumiţi împreună NOx) - contribuie la formarea smogului şi a ploii acide, şi produc de asemenea iritaţii ale membranelor mucoase umane.

Pe lângă această paletă largă de substanțe care, eliberate în atmosferă, influențează negtiv ecosistemele lumii, automobilul este si un consumator incredibil de O2. Un autombil consuma in medie pe 1000 de kilometri o

5

Page 6: Poluare Automobile

cantitae de oxigen egală cu cea consumată de un om intr-un an ( in contextul in care o masina a unei famili obisnuite din Europa parcurge in medie peste 15000 km intr-un an )Datorită aceste efecte ale automobilelor, ele se situează pe primul loc in lista factorilor de poluare atmosferică, surclasând atât fabriciile și zonele industriale cât și alte vehicole cum ar fi vapoarele, avioanele sau elicopterele.

Calculat după substanța emisă, automobilele sunt primele vehicole in materie de emisii CO și factori relevanți in majoritatea emisiilor de substanțe deosebit de nociv

6

Page 7: Poluare Automobile

Această clasificare ascendentă a automobilelor in materi de poluare este datorată si numărului deosebit de ridicat al acestora, care încă din 2009 a depășit pragul ,,simbolic” de 1.000.000.000 de automobile. Acest număr se află într-o creștere accelerată și imposibil de estimat la ora actuală ca impact ecologic.

Criza oxigenului

Ca o consecință simplă, dacă am menționat mai sus ca o masină de familie (adică una cu cel mai redus număr de km parcurși pe an) strabate 15000 km, rezultă că aceasta consumă oxigenul din atmosferă necesar pentru 15 oameni intr-un an de zile. Deci 1000000000 x 15 = 15.000.000.000 oameni ce ar putea consuma acel O2 consumat de masșiniile de pe glob. Practic, automobilele lumii consuma de peste doua ori mai mult oxigen ca 7.000.000.000 de oameni. Dacă adugam aici efectul NOx care transforma oxigen in ozon si reacțiile CO-ului emis la scara uriașă de automobile cu O2 atmosferic pentru stabilizarea carbonului ( formare CO2, care cauzează de altfel si efectul de seră), deducem ca oxigenul ( a carui rata de producere a fost înjumătățită în ultima perioadă datorită defrișării masive și destructurate) este practi ”aspirat” de vehicole care aruncă în atmosferă cantități imense de deșeuri.

Aceste procese duc la ceea ce se numește o descreștere a ”calității aerului”. La nivel global se pot observa relitiv fără dificulte focarele de aer „de proastă caltate”

7

Page 8: Poluare Automobile

Un număr de 230 de morți dintr-un milion face ca rata mortalității s fie crescută de poluarea aerului mai mult decât majoritatea drogurilor halucinogene sau alcaloide.

Convertizorul catalitic

Pentru a rezolva aceste probleme, oraşele, statele şi guvernul federal emit legi pentru protecţia calităţii aerului şi au fost adoptate mai multe legi care limitează poluarea care poate fi produsă de maşini. Pentru a ţine pasul cu aceste legi, producătorii de maşini au realizat multe îmbunătăţiri ale motoarelor şi sistemelor de alimentare ale maşinilor.

Pentru a reduce şi mai mult emisiile, aceştia au dezvoltat un dispozitiv interesant numit convertizor catalitic, care tratează gazele de eşapament înainte ca acestea să fie evacuate şi elimină o parte importantă a poluanţilor.

Majoritatea maşinilor moderne sunt echipate cu convertizori catalitici cu trei acţiuni. "Trei acţiuni" se referă la cele trei emisii reglementate la a căror reducere ajută catalizatorul -

8

Page 9: Poluare Automobile

moleculele de monoxid de carbon, COV şi NOx. Convertizorul utilizează două tipuri diferite de catalizatori, un catalizator de reducere şi un catalizator de oxidare.

Ambele tipuri constau dintr-o structură ceramică acoperită cu un catalizator metalic, în general platină, rodiu şi/sau paladiu. Idee este de a crea o structură care expune o suprafaţă maximă de catalizator la fluxul de eşapament, minimizând în acelaşi timp cantitatea de catalizator necesară (catalizatorii sunt foarte scumpi).

Există două tipuri principale de structuri utilizate în convertizorii catalitici - fagure şi bile ceramice. Majoritatea maşinilor din

prezent utilizează structura-fagure.

Catalizatorul de reducere

Catalizatorul de reducere este prima treaptă a convertizorului catalitic. Aceasta utilizează platină şi rodiu pentru a ajuta la reducerea emisiilor de NOx. Când o moleculă de NO sau NO2 ia contact cu catalizatorul, catalizatorul desface atomul de azot din moleculă şi îl reţine, eliberând oxigenul sub formă de O2. Atomii de azot se leagă cu alţi atomi de azot fixaţi pe catalizator formând N2. De exemplu:

2NO => N2 + O2 or 2NO2 => N2 + 2O2

Catalizatorul de oxidare

Catalizatorul de oxidare este a doua treaptă a convertizorului catalitic. Acesta reduce hidrocarburile nearse şi monoxidul de carbon prin arderea (oxidarea) acestora asupra unui catalizator din platină şi paladiu. Catalizatorul ajută reacţia dintre CO şi hidrocarburi şi oxigenul rămas în gazul de eşapament. De exemplu:

2CO + O2 => 2CO2

Sistemul de control

A treia treaptă este un sistem de control care monitorizează fluxul de eşapament şi utilizează aceste informaţii pentru controlul sistemului de injecţie a carburantului. Există un senzor de oxigen montat înaintea convertizorului catalitic, adică mai aproape de motor decât convertizorul. Acest senzor comunică computerului motorului cât oxigen există în gazul de eşapament. Computerul motorului poate mări sau micşora cantitatea de oxigen din gazul de eşapament modificând raportul aer-carburant. Acest sistem de control permite computerului motorului să asigure funcţionarea motorului în apropierea punctului stoichiometric şi de asemenea

9

Page 10: Poluare Automobile

permite să se asigure existenţa a suficient oxigent în gazul de eşapament pentru ca, convertizorul catalitic să poată arde hidrocarburile nearse şi CO.

Comentarii referitoare la convertizor :

Convertizorul catalitic reduce mult poluarea, dar această reducere poate fi îmbunătăţită substanţial. Unul dintre cele mai mari neajunsuri este faptul că acesta funcţionează doar la temperaturi destul de mari. Când porniţi maşina de la rece, convertizorul catalitic nu acţionează aproape deloc pentru reducerea poluanţilor din gazul de eşapament.

O soluţie simplă constă în deplasarea convertizorului catalitic mai aproape de motor. Astfel, gazele de eşapament mai fierbinţi ating convertizorul şi acesta se încălzeşte mai rapid, dar această soluţie poate reduce de asemenea viaţa convertizorului prin expunerea acestuia la temperaturi extrem de mari. Majoritatea producătorilor de maşini poziţionează convertizorul sub scaunele din faţă ale pasagerilor, destul de departe de motor pentru a menţine temperatura la un nivel care să nu îi dăuneze acestuia.

Preîncălzirea convertizorului catalitic este o metodă bună pentru reducerea emisiilor. Cea mai simplă metodă de preîncălzire a convertizorului este de a utiliza încălzitoare cu rezistenţă electrică. Din păcate, sistemele electrice la 12 volţi existente pe majoritatea maşinilor nu oferă destulă energie sau putere pentru a încălzi destul de rapid convertizorul. Majoritatea oamenilor nu ar aştepta câteva minute pentru ca acel convertizor catalitic să se încălzească înainte de a porni maşina. Maşinile hibrid care dispun de pachete mari de baterii de voltaj mare oferă destulă putere pentru a încălzi convertizorul catalitic foarte rapid.

Automobilul electricAutomobilul electric este un vehicul propulsat de un motor electric, cu alimentare

de la o sursă electrica, de obicei acumulator/baterie.

În comparație cu autovehiculul hibrid,care funcționează pe bază deacumulator și benzină, autovehiculul electric funcționează în exclusivitate cu ajutorul curentului electric, furnizat prin acumulatori. În plus, din necesitatea extinderii autonomiei, mașina electrică este de obicei echipată cu un generator pe bază de benzină, care încarcă permanent sau în funcție de necesitate, acumulatorul.

Deși General Motors a construit și lansat pe piață între anii 1996–1999 primul automobil electric, EV1 a fost retras de pe piață și reciclat, la presiunea companiilor petroliere și a argumentației unei presupuse lipse de cerere de pe piață. Astfel, anul 2008 reprezintă de facto începutul erei autovehiculului de serie în totalitate cu alimentare electrică.

10

Page 11: Poluare Automobile

Firma Altairnano dezvoltă și produce din 2007 un acumulator pe bază de titanat de litiu, a cărui capacitate propulsează un autovehicul pe o distanță de max. 400 km, durata de reîncărcare a acumulatorului fiind de numai 10 minute. Acumulatorul se numește Nanosafe și este folosit deja de către firma americană Phoenix Motors care în 2008 a lansta pe piață 2 mașini: Phoenix SUV și Phoenix SUT. De asemenea, va fi folosit

si pentru modelul Lightning GT — cel mai rapid electrovehicul până în prezent.

Supercondensatorul: bateria viitorului

Un alt concept este folosirea unui supercondensator, ca acumulator. Condensatorul este în principiu cel mai bun concept pentru a înlocui motoarele convenționale pe benzină, mult mai bun decât acumulatorul „clasic”, bazat pe litiu-ion, deoarece nu există reacții chimice, timpul de reîncărcare este foarte scurt, iar randamentul este de 100%. Însă

pană în 2008 nu au existat produse satisfăcătoare pe piață.

Un nou condensator care ar putea revoluționa industria auto după un secol de cercetare este anunțat în 2008 de către firma americană EEStor, care conform propriilor declarații a descoperit un nou tip de supercondensator, cu o densitate de 340 Wh/kg (condensatorii normali au o densitate în jur de 5 Wh/kg) care va fi produs în serie în scurt timp sub numele de EESU (EEStor Energy Storage Unit). EESU are o masă de 152 kg, un volum de 33 litri, capacitate de 31 Farad, tensiune 3500 V și un preț de 3200 $. Reîncărcarea cu 52 kW/h ar fi posibilă în ca. 6 minute.

Primul automobil care va integra această tehnologie va fi cityZENN[1]. CityZENN, anunțat pentru 2009, va atinge o viteză de 125 km/h, iar distanța de deplasare cu o singură încărcare va fi de 400 km. Acest automobil va reduce costurile de întreținere cu 90%, comparativ cu un vehicul obișnuit, conform declarațiilor firmei producătoare Zenn Motors.

AVANTAJE DEZAVANTAJE

consumul redus

poluare aproape de zero în afara producției

eficiență/randament foarte mare

accelerare instantă

 zgomot foarte redus ntreținere ușoară prin

eliminarea unei mari părți a motorului clasic

Otto democratizarea transportului prin lărgirea

bazei de producție a sursei energetice

până la consumator

costul ridicat

timpul de încărcare al acumulatorului relativ

mare autonomia redusă de max. 160 km în cazul

modelelor Leaf și Volt (în cazul Tesla ca.

200-500 km)  Acumulatorii își reduc capacitatea până la

50% și chiar mai mult la temperaturi sub 10

°C și peste peste 40 °C și tind să se

supraîncălzească și chiar să explodeze în

unele condiții

11

Page 12: Poluare Automobile

Combustibili alternativiIn lupta sa cu poluarea omul incepe din ce in ce mai mult să caute noi surse

energetice și totodată noi substanțe și procedee pentru a înlocui petrolul cu potențial dăunător uriaș. În ultimele decenii dar mai ales în acest mileniu o gamă variată de înlocuitori pentru motorină și benzină devin tot mai accesibili publicului larg. În continuară vom analiza cei mai promițători combustibili la ora actuală.

Biodiesel

Biodieselul este un biocombustibil sintetic lichid care se obține din lipide naturale , ca uleiuri vegetale sau grasimi animale, noi sau folosite, prin procese industriale de esterificare și trans-esterificare. Se poate folosi în substituirea totală sau parțială a petro-dieselului.

Biodieselul poate să se amestece cu motorină care provine din rafinarea petrolului în diferite cantități. Se folosesc abrevieri potrivit procentajului de biodiesel din amestec: B100 în cazul folosirii de 100% biodiesel, sau notații ca B5, B15 sau B30 unde numărul indică procentajul de volum biodiesel din amestec.

Uleiul vegetal, ale cărui propietăți pentru impulsarea motoarelor se cunosc de la inventarea motorului diesel datorită rezultatelor lui Rudolf Diesel. La începutul secolului XXI, în contextul căutării de noi surse de enegie și a îngrijorării privind încălzirea globală, s-a impulsat folosirea lor în locul derivaților din petrol.

Biodieselul descompune cauciucul natural, de aceea este necesar substituirea prin elastomeri sintetici în cazul folosirii de amestecuri cu un înalt conținut de biodiesel.

Impactul ambiental si consecințele sociale din previzibila producție și comercializare masivă, în special în tările în curs de dezvoltare sau în lumea a treia, este obiectul între specialiști și diferite agenți sociali, guvernamentali și internaționali.

Carburanții biodiesel sunt o alternativă ecologică la motorină, fiind cu mult mai puțin poluanți, dar oferă și avantajul ca pot fi produși din mai multe surse regenerabile, principala modalitate folosită fiind uleiurile vegetale.

Biodieselul are însă și câteva dezavantaje, precum:

o durată de păstrare mai redusă decât a motorinei (circa 8 luni)

12

Page 13: Poluare Automobile

putere mai mică a motoarelor alimentate cu biodiesel, față de cele alimentate cu motorină

punct de inflamabilitate mai ridicat decât al motorinei o vâscozitate mai mare decât motorina, în anumite perioade ale anului, care pune

unele probleme motoarelor

Toate aceste deficiențe pot fi remediate prin diverse procedee tehnice, inclusiv prin adăugarea de aditivi.

Biodieselul este, probabil, combustibilul cu sansele cele mai mari de a fi introdus pe scara larga in viitorul foarte apropiat, si asta mai ales in Europa, unde Comisia Europeana a stabilit deja un plan riguros de producere a sa.

Bioetanol (E85)

Bioetanol-ul este un combustibil ecologic, formula chimica fiind aceeasi cu cea a alcoolului etilic gasit in bauturile spirtoase. Materia prima din care se produce bioetanol-ul este reprezentata de resturi din industria lemnului (cherestea, bucati de lemn, hartie reciclata), trestie de zahar, sfecla de zahar, porumb etc. Bioetanol-ul este folosit ca o alternativa la benzina, in amestecuri de proportii diferite cu aceasta sau in stare pura (E100).

Din punct de vedere al caracteristicilor bioetanol-ului, acesta are o cifra octanica mai mare decat benzina, de aici rezultand o ardere mai eficienta (implicit si emisii de CO2 mai reduse decat in cazul motoarelor care functioneaza doar cu benzina, emisii fara sulfuri si hidrocarburi). Puterea energetica per litru este insa mai mica (34%), fiind nevoie de mai mult combustibil pentru acelasi numar de kilometri. Pentru atingerea unei eficiente cat mai ridicate, o masina trebuie dotata cu un motor exclusiv proiectat pentru a functiona cu bioetanol, adica un motor cu o rata de

compresie a amestecului combustibil mai mare (valori apropiate de 20:1). Singurele autovehicule actuale cu motoare special proiectate pentru a rula cu bioetanol sunt autobuzele si camioanele, Scania fiind unul din pionierii in acest domeniu.

Brazilia este tara cu cea mai lunga traditie in utilizarea bioetanol-ului, folosit acum in proportie de aproximativ 30% din totalul combustibililor auto. La acest lucru contribuie

13

Page 14: Poluare Automobile

plantatiile de trestie de zahar (o materie prima din care se poate produce bioetanol) ce sunt recoltate de 3-4 ori pe an.

Momentan reglementarile ecologice in vigoare in SUA si Europa prevad folosirea combustibililor amestec de etanol si benzina in proportii diferite. Planurile viitoare prevad cresterea ponderii bioetanol-ului, in vederea reducerii emisiilor de gaze ce creeaza efectul de sera. Etanol E85 este bioetanol popular, cu o concentratie de 85% etanol si este destinat motoarelor flexibile din punct de vedere al combustibililor acceptati. Pe timp de iarna insa un amestec de minim 25% benzina este necesar pentru pornirea la rece.

Hidrogen (Celula de combustie)

Având în vedere faptul că celula de combustie converteste combustibilul direct în electricitate, eaeste, prin definiție, o tehnologie pentru vehiculele hibrid-electrice. Se asteaptă ca randamentulconversiei combustibil – energie sa fie de circa 50% în domeniul motoarelor pentru autovehicule.în mod curent, insa, celulele de combustie sunt foarte scumpe deoarece ele nu se realizează în producție de masa, iar infrastructura pentru realimentarea autovehiculelor cu hidrogen nu este încă larg răspândită.

Un autovehicul cu celule de combustie poate sau să transporte propria rezervă de hidrogen într-un rezervor sub presiune, sau să genereze hidrogenul pe măsura necesarului, într-un reactor chimic - reformator. Motorul cu hidrogen este echipat cu baterii cu nichel-cadmiu care oferă cele mai bune performanțe în ceea ce priveste protecția mediului si capacitatea de stocare a energiei pe unitatea de volum. Bateria cu nichel-cadmiu este formată din trei celule separate bine protejate, iar vehiculul va

putea să continue să funcționeze dacă una din cele trei celule se defectează. O caracteristica constructivă a autovehiculului cu motor cu hidrogen este integrarea celulei de combustie cu tehnologia de electronizare sistemică funcționării autovehiculului si motorului, care va înlocui sistemele anterioare predominant mecanice de control al direcției, frânării, accelerării etc., rezultând câstig de spațiu în compartimentul motor, performanțe sporite, ce pot fi programate prin software.

Firma General Motors, identificând aceste noi oportunități, a expus în septembrie 2002, la Expoziția Auto de la Paris, un autovehicul care reprezintă noul concept denumit de ei Autonomy. In Europa, Mercedes a anunțat că a cheltuit peste 20 milioane € pentru dezvoltarea tehnologiei de automobile bazate pe celule de combustie cu hidrogen, depunând nu mai puțin de 200 de brevete.

O celulă de combustie converteste aproximativ 50-60% din energia hidrogenului în energie electrică, producând ca produs secundar numai apa fierbinte, la o temperatura

14

Page 15: Poluare Automobile

de circa 250-300 ˚C, considerată ca o temperatură ideală pentru încălzirea clădirilor. Fiecare vehicul dotat cu celule de combustie ar putea deveni o centrală electrică mobilă de circa 30-40 kW. Întrucât vehiculul este parcat aproximativ 90-95% din timp în spații locuite, el ar putea fi racordat la rețeaua clădirii, pentru a furniza energie electric în rețea. Producerea energiei electrice prin celule de combustie si folosirea apei pentru încălzirea clădirilor ar putea deveni atât de ieftine încât ar putea concura cu energia produsa în termocentrale sau în centrale nucleare.

Firma europeană Vaillant – lider în tehnica încălzirii – împreună cu firma americană Plug Power (specializată în producŃia de celule de combustie) a obținut în 2001 certificarea construirii de centrale de încălzire bazate pe celule de combustie. Mini-centrala termică de dimensiunile unui frigider produce 4 kWh electrici si 9 kWh echivalenți de energie termică.

Desigur aplicațiile sunt multiple si – fără pretenția exhaustivității sau a detalierii, enumerăm doar câteva dintre ele: programul spațial, domeniul militar, sisteme de stocare a energiei, generarea de energie electrică si de căldură în sisteme energetice staționare decentralizate, surse de energie portabile etc.

Hidrogenul se obține prin reacția de electroliză. Se observă însă că bilanțul energetic nu este pozitiv – este necesar să se investească mai multă energie în procesul de sinteză a hidrogenului decât energia ce se obține din utilizarea hidrogenului în celula de combustie . Totusi, de ce merită atunci studiată dezvoltarea celulelor de combustie si a hidrogenului ca un combustibil al viitorului? Care ar fi metodele prin care utilizarea hidrogenului ar putea deveni eficientă si care ar fi avantajele acestei utilizări?

Una dintre posibilități, ar trebui cercetată si pusă în practică este obținerea hidrogenului pe baza energiilor neconvenționale, de exemplu prin alimentarea procesului de electroliză, de sinteză a hidrogenului de la celule solare, de la sisteme de generare a electricității

pe baza energiei eoliene. Astfel investiția este doar cea inițială, în infrastructura de generare si în cea de transport a hidrogenului sintetizat.

Avantajul pe care îl constituie în acest caz utilizarea hidrogenului, inserarea în proces a celor două reacții – a celeia de electroliză pentru sinteza hidrogenului si a celeia din celula de combustie de ardere a hidrogenului

15

Page 16: Poluare Automobile

provine numai din faptul că hidrogenul poate fi transportat. Dacă celulele solare si sistemele eoliene sunt fixe si nu permit în sine stocarea energiei produse, introducerea în proces a hidrogenului face posibilă producerea si folosirea energiilor neconvenționale tot timpul cât acestea sunt disponibile, îmbutelierea hidrogenului sintetizat prin electroliză si apoi folosirea sa în alte părți, de ce nu chiar în vehicule, utilaje mobile.

Automobile Bio-hibrid

Cel mai avansat sistem, la nivel de dezvoltare si implementare, este cel cu motoare-hibrid, in care energia electrica suplineste intr-o masura importanta arderea de benzina sau motorina. Toyota a lucrat aproape zece ani pentru a fabrica prima masina de acest gen, iar acum Prius, model lansat cu teama acum multi ani, in SUA, cucereste tara dupa tara. Celelalte marci au sesizat oportunitatea si au replicat, Ford fiind urmatorul producator cu rezultate pozitive dupa japonezi.

Avantajul unei masini hibrid consta in faptul ca utilizeaza o baterie garantata pe viata, alaturi de benzina obisnuita de la pompa. Dezavantajul consta exact in faptul ca nu reuseste sa elimine consumul de produse petroliere. Fata de motoarele electrice, care au nevoie sa fie incarcate si ofera o autonomie scazuta, hibridele isi incarca singure acumulatorul prin intermediul motorului cu ardere interna, dar si in timp ce se actioneaza franele ori la coborarea pantelor. Versiunile hibrid/diesel incep sa castige teren datorita consumului si mai scazut de carburanti. Potentialul acestor motoare, dincolo de avantajele existente, vine totusi din posibilitatea evidenta de a utiliza in zona de ardere combustibilii ecologici de tip etanol sau biodiesel, ajungandu-se la o eliminare completa a petrolului suprapus cu un consum extrem de scazut al acestor carburanti biologici.

ConcluziiDupă prezentare studiilor și rapoartelor la cel mai înalat nivel in Uniunea

Europeana sau SUA oricine poate trage concluzia ca poluare nu este vreo invenție pentru manipulare sau un topic abstract.Ea există, ne înconjoară și se agraveză zilnic în ritm deosebit de accelerat și cu impact devastator și ireversibil asupra planetei. Omul a schimbat fața Pămîntului permanent în ultimii 50 de ani decât în toată istoria omenirii la un loc și de mult ori a făcut iresponsabil sau incomplet informat. Poluarea aerului indispensabil vieții a dus la efecte precum smogul sau ploaia acidă pe care le privim neputincioși în viața de zi cu zi.

Pentru a răspunde la iminenta întrebare a celui ce vede nivelul de toxicitate pe care omul la instaorat în mai toate ecosistemele, anume ,,Și ce putem noi face?” autorii au folosit exemple, studii de caz și chiar imagini cât se poate de relevante care vor a face o idee qvasi-generală asupra alternativelor pentru automobilele a căror număr alarmant și grad de toxicitate sunt puțin conștientizate în prezent.

Fie că este vorba de mașina electrică, combustibilul biologic sau convertizorul catalitic, este (în opinia noastră) nevoie de o schimbare la sacră globală spre a atenua impactul luxului nostru de a ne deplasa rapid și sigur asupra vieții la toate nivelele.

16

Page 17: Poluare Automobile

Sperăm că datele și diagramele prezentate pot fi utilizate pentru a oferi o perspectivă de ansamblu asupra problmei identificate și asupra modurilor de corectare a acesteia întrucât considerăm situația actuală a poluării datorată autovehicolelor o problemă de maximă proritate pentru întreaga omenire.

BIBLIOGRAFIEhttp://www.sfin.ro/articol_7023/

masinile_ecologice_functioneaza_cu_apa_cartofi_sau_rapita.html

www.ro.wikipedia.org

17

Page 18: Poluare Automobile

http://www.idetalii.ro/articole/cum-reuseste-tehnologia-auto-sa-ajute-mediul-inconjurator

http://economie.hotnews.ro/stiri-auto-9861708-numarul-masinilor-aflate-circulatie-nivel-mondial-depasit-1-miliard.htm

http://facultate.regielive.ro/download-21461.html

http://instal.utcb.ro/conferinta_2010/articole/pecsi_2_2010.pdf

http://www.e-referate.ro

18