Tendencije budueg razvoja pogona motornih vozila

Sadraj2Uvod

4Alternativna goriva za ve postojee SUS motore

4Alkoholna goriva

6Biodizel

8Vozila sa fleksibilnim izvorom goriva

9Elektrino vozilo

10Poreenje sa vozilima koja imaju za pogon SUS motor

10Emisije ugljen-dioksida

11Performanse i osobine

12Baterije

13Hibridno-elektrino vozilo

13Tipovi motora hibridnog elektro-benzinskog ili elektro-dizel motora

14Ostale vrste vozila sa dvojnim SUS motor-elektromotor pogonom

14Auto na komprimovani vazduh

15Tehnologije koje se koriste

15Motor

16Boce za skladitenje vazduha

16Prednosti

17Mane

17Vozilo na vodonik

18Tipovi vozila

18Automobili

18Autobusi

19Biciklovi sa motorom

19Tipovi i mogunosti proizvodnje vodonika

19Strukture i reakcije koje se dogaaju u gorivnoj eliji

21Hemijske jednaine koje se odvijaju:

22Literatura

Uvod

Trite automobila ine zahtevi i mogunosti industrije. Evropsko trite automobila je uvek plasiralo manja auta nego u SAD. Uz rastue cene goriva, i svetskih kriza goriva, SAD takoe stvara trendove prooizvodnje manjih vozila, i smanjenje proizvodnje velikih klasinih amerikih automobila.Za vlasnike luksuznih auta, ne samo sadanje rastue cene goriva,ve i moderni i trendi dizajn, naterao ih je da ponu odluivati o uzimanju manjim automobila. Zbog toga to je moda od velikog znaaja u visokoj klasi drutva, kupovina malih ekolokih automobila sa modernim dodacima je postala vrlo popularna.Primera radi, GM (General Motors) je objavio 2008. Godine, svoje planove da zatvori rad 4 svoje velike fabrike u kojima se proizvode terenska vozila, uvodei duple smene u fabrikama gde se sklapaju mala gradska auta. Prema GM-ovim istraivanjima, tendencije kupaca permanentno odmiu od kupovine veih automobila, u korist manjih automobila,i automobila sa novim tehnologijama. Navodi se podatak da GM-ova terenska vozila se prodaju za 36,7% manje nego prole godine. injenica je da vie cene goriva,menjaju ponaanje kupaca, znaajno time menjajui auto industriju. I ovo nije samo neki impuls na grafikonu,ili privremeno pomodarstvo, nego veliko i trajno menjanje zahteva kupaca. Kao jo jedan primer navodi se luksuzni terenac Hummer, koji General Motors odbacuje,i trai novog kupca za taj brend.

Slika 1: Hummer, olienje amerike elje kupaca sa to veim vozilima, koji su nekada bili statusni simboli

Trendovi prodaje u GM nisu jedinstveni za tu kompaniju, nego za sve velike proizvoae automobila gledajuci na globalnom nivou. Primera radi Fordova terenska vozila su se 44% manje prodavala 2007. Nego prole godine (zanimljivo da ford kao ni GM nisu objavili svoje prodaje terenskih vozila do 2008. Ford je objavio jula 2008. Da dovodi evropske, manje modele automobila na ameriko trite zbog poveane potranje.Toyota je objavila da prodaja manjih modela, kao to su Yaris i Corolla znatno skoila, mada ukupna prodaja je opala za 21%. Njeni zvaninici su izjavili da zbog velike potrebe trita, poinju da daju prednost ekonominim i hibridnim vozilima. Tako su i najavili izdavanje verzije Priusa sa mogunosti kompletnog rada na elektrinu energiju.Sa rekordnim cenama fosilnih goriva, trite hibrida i vozila na alternativne pogone eksponencijalno raste. Proizvoai se takmie u velianju svojih ideja o istoj ivotnoj sredini. Nastao je itav stampedo ka alternativnim vozilima, a i ka vozilima koja su manja i imaju efikasniju i racionalniju potronju goriva. A to je i dovelo i organizaciju koja regulie EURO emisione standarde da planira dalje i ee smanjenje dozvoljenih emisija iz motornih vozila.

Alternativna goriva za ve postojee SUS motore

Slika 2: Prilike i neprilike su uvek dovodile ljude do traenja alternativnog goriva i pogonaAlkoholna goriva

Iako su fosilna goriva bila dominantan izvor energije tokom celog modernog sveta, alkohol se koristio kao alternativno gorivo tokom cele istorije motornih vozila. Prva 4 alifatina alohola (metanol ethanol propanol i butanol) su od najveeg interesovanja, jer se mogu sintetisati bioloki, i imaju karakteristike da se koriste na sadanjim vozilima. Jedna od prednosti je oktanski broj. Butanol ima najveu prednost da mu je energetska gustina najblii benzinu, a ima i dalje vii oktanski broj. Ali ipak ove goriva sa druge strane imaju i mane, koji se tiu tehnolokog postupka proizbodnje. Uopteno govorei to je vei broj C-atoma, energetska gustina je via.

Alkoholna goriva su obino preteno biolokog, a ne petrohemijskog izvora. Kada se dobijaju iz biolokih izvora, nazivaju se bioalkoholi, npr bioetanol. Vano je naglasiti da praktino nema razlike izmeu bioloki proizvedenog alkohola, i onog koji je dobijen iz drugih izvora.

Bioalkoholi su jo uvek u fazi istraivanja

Slika 3: Dvojna benzinska stanica u Brazilu

Metanol i etanolOba ova goriva se mogu dobiti i iz fosilnih goriva, a i iz bimase. Etanol se uglavnom proizvedi iz fermentacije eera, a metanol iz sinteze raznih gasova. Kao goriva oba imaju i prednosti i mane u odnosu na benzin. Oba alkohola mogu da radi pri veem stepenu kompresije, imaju oktanski broj oko 123-129. Koriste se uglavnom u odnosu E85 (85% etanol, 15% benzin) i M85 (85% metanol, 15% benzin)Ova vozila imaju manje emisije tetnih gasova, jer pri testovima je utvreno da imaju 21% manje nesagorenih ugljovodonika, 27% manje azotovih oksida, i 18% manje ugljen-monoksida, u poreenju sa benzinom. Takoe su smanjene emisije benzena, meutim emisije aldehida su neto vie. Ukupna emisija ugljen-dioksida je takoe manja, zbog poveane energetske efikasnosti, manji odnos ugljenika i vodonika.

Ostale mane ukljuuju poveanu mogunost korozije unutar motora, to zahteva izmene sisteme dovoda goriva, i dodavanje odreenih aditiva. Takoe su nepogodni za korienje sa nekim polimerima, to moe otetiti i lambda sondu. Vozila optimizovana za alkoholno gorivo imaju komponente koje mogu izdrati agresivna svojstva E85 i M85. Uglavnom unapreenja obinog vozila u troku do 70 mogu zadovoljavajue zatiti celokupan sistem. Postoje i vozila koja su optimizovana i za potronju 100% alkohola (E100).Litar etanola sadri 21,1 MJ energije, litar metanola 15,8 MJ, i litar benzina 32,6 MJ. Drugim reima auto koji potroi litru benzina, mora za isti uinak potroiti 1,6 litara etanola ili 2,1 litar metanola. Ali u praktinom smislu ovo nije potpuno isto kao u teorijskom modelu, poznavajui ve nisku efikasnost benzinskih motora. Navedimo jo jednaine sagorevanja metanola i etanola:

2CH3OH + 3O2 2CO2 + 4H2O + toplotaC2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O + toplotaSvetski gledano Brazil je najvei proizvoa i potroa alkoholnih goriva u svetu, uglavnom je izvor ovog goriva eerna trska, takoe je najvei izvoznik ovog goriva. Pored njega glavni proizvoa i potroa je Rusija, zatim slede SAD i Kina.

Slika 4: Simbol E85 gorivaButanol

Propanol i butanol su znatno manje toksini od metanola. Proizvodnja butanola je dosta komplikovana u praktinom smislu, i uglavnom se dobija iz celuloze, i pritom se stvara ekstremno neugodan miris. Moraju se uzeti u obzir i nepogodni uslovi i izvori ivota kvasaca koji se moraju koristiti za proizvodnju butanola. Iako postoje ovi problemi Du Pont i British Petroleum su objavili da poinju sa gradnjom prve industrije butanolskog goriva. Jednaina sagorevanja butanola je:C4H9OH + 6O2 4CO2 + 5H2O + toplota

Biodizel

Biodizel je termin koji se odnosi na dizel goriva koja se sastoje od ne-naftnih derivata, alkil, metil, i etil estara, stvorenih transesterifikacijom biljnog ulja, ili ivotinjskog sala, koji se koriste u nemodifikovanim dizel motorima. Takoe postoje i tipovi motora koji mogu koristiti nerafinirana biljna i otpadna ulja, ali to se ne zove biodizel.

Obino se biodizel koristi skoro 100% ist, dodaje se eventualno 1% obinog dizela, to je dovoljno da sprei plesan i sline stvari. Takoe se koristi B20, sa 20% biodizela. Biodizel se kao takav patentirao u Briselu jo 1937.

Konvencionalni dizel motori bez tekoa koriste gorivo sa 20 odsto biodizela, a mnogi novi motori ve mogu da koriste i ist biodizel. Biogoriva ne zahtevaju proizvodnju novog automobila odnosno novog automobilskog motora, ona ve sada imaju veliku prednost nad vodoninom tehnologijom koja je tek u zaetku. Ovo gorivo jeste obnovljivi izvor energije jer se troi onom brzinom kojom se obnavlja. Gorivo je delom nieg energetskog sadraja, ali sadri vei procenat kiseonika to pomae boljem sagorevanju.

Ova kompatibilnost sa postojeim motorima podstakla je mnoge zemlje da se okrenu biogorivu, uverene da e na taj nain moi da smanje trokove fosilnih goriva. Evropska zajednica je sebi odredila za cilj da do 2010. godine koristi est odsto biodizela, to e znaiti petostruko poveanje uzgoja biljaka od kojih se proizvodi etanol.

Biodizel ima negativne uticaje na dizel motora, koji se prvensveno odnose na degradiranje creva i kapica od prirodne gume (uglavnom se odnosi na vozila napravljena pre 1992.) ali se ona lako mogu zameniti sa novijim crevima, koji su od materijala koji ne reaguju sa biodizelom. Biodizel je takoe poznat po tome to otepljuje zaepljena i zaguenja koja su se stvorila od taloga obinog dizela. To se obino primeti pri nagloj promeni goriva u biodizel. On dospeva u ulje i zahteva krae intervale promene ulja. Primeena su i oteenja dizel pumpe koja slui za dovod goriva u motor. Taj se problem veinom javlja kod nesertifikovanih destilerija biodizela.

I nakon 10 godina od pojave prvih biodizela, autoindustrija veoma sporo reaguje i pravi veoma malo automobila koji su sertifikovani za korienje biodizela.

Slika 5: Jeftini biodizel

Vozila sa fleksibilnim izvorom gorivaVozila sa fleksibilnim izvorom goriva, nazivaju se jo i flexi-vozila, namenjena su da rade na vie vrsta goriva, obino na benzin, i na etanol-metanol smeu, i oba goriva se mogu meati u obinom rezervoaru. Ova vozila su sposobna da efikasno sagorevaju vie vrsta goriva, u bilo kom odnosu, i obino rad motora u odnosu na gorivo koriguju elektronini senzori, takoe postoje i vozila koja idu na dva goriva, ali ne mogu ii i na jedno i na drugo, i dre dva goriva u odvojenim rezervoarima

Najei sluaj ovoakvog tipa vozila je etanol-benzinski tip vozila, koji se koristi u vie od 14 miliona primeraka itom sveta, u najveem broju u SAD-u i Brazilu. U Evropi zemlja sa najvie ovakvih vozila je vedska.

Iako tehnologija izrade ovih vozila dozvoljava korienje bilo kog odnosa u meavini goriva, od 100% benzina, do 100% etanola, evropska i severnoamerika vozila su optimizovana za E85 tip goriva. Razlozi zbog ovoga su da bi se olakalo startovanje vozila u hladnim vremenima, na temperaturama ispod 11 C. Postoji i zimsko alkoholno gorivo koje sadri 70% etanola, opdnosno 75% u vedskoj, od novembra do marta.

Brazilska flexi vozila mogu da koriste i do 100% alkohola, meutim imaju mali rezervoar za benzin koji se koristi pri hladnom startovanju vozila, kada temperature padnu ispod 15 C. Veruje se da e ove mane flexi vozila biti otklonjene u vrlo skoroj budunosti.

Postoje takoe i multi vozila koja koriste vie nego dve vrste goriva, ukljuujui tako i TNG kao tree gorivo. Postoji ak razvijena verzija Fiat Siene, koja koristi etanol u bilo kom opsegu, benzin, i KPG.

Slika 6: Fiat Siena, prilagodljivo flexi voziloElektrino vozilo

Vozilo na elektrinu energiju je alternativno vozilo, koje za kretanje koristi elektrine motore i elektrine kontrolere, umesto SUS motora. Ono obino dobija energiju iz akumulatora u vozilu, iako postoje teorije o razvoju vozila sa smetanjem energije u ultrakondenzatoru. Elektrina vozila ak su i starija od vozila sa SUS motorima, mada su slabo koriena tokom istorije. ak u 1900. Godini elektrino vozilo je dralo rekord u brzini sa 106 km/h

Tokom 1994. Godine osnovana je sada ve najvea kompanija koja proizvodi elektroautomobile, u Indiji, nazvana REVA. Njihova vozila su namenjena tritima Evrope, i Indije. Takoe jedna od najpopularnijih, iako slabo prometnih fabrika je i Tesla Motors, koji ima verovatno najsavreniji komercijalni elektromobil, sa 400 km autonomije, ubrzanjem od 0-100 km/h za 4 sekunde, i maksimalnom bzinom od 210 km/h.

Slika 7: REVA, najprodavaniji elektrini automobil na svetu

Poreenje sa vozilima koja imaju za pogon SUS motorTrokovi koje stvara elektrini auto se obino porede sa ekvivalentnim trokovima koji postoje usled korienja fosilnog goriva. Litra benzina ima oko 8,9 kWh energije. Da bi se dobio troak elektrine energije, treba pomnoiti cenu kWh sa 8,9. Poto su SUS motori slabe efikasnosti, onda u veini sluajeva samo 20-tak posto ove energije se pretvori u kretanje.

Veina delova na elektrinim automobilima su vrlo trajni, i moe se rei da su trokovi servisiranja znatno nii. Elektrina vozila koja koriste olovne akumulatore moraju menjati akumulatore tokom svog perioda rada, dok ona vozila koja imaju NiMH ili jo bolje litijum-jonske baterije ne moraju menjati akumulatore,jer su vrlo dugotrajni.

Energetska efikasnost ovog automobila zavisi od stepena efikasnosti punjenja, i konverzije u kretanje. Prosena efikasnost punjenja je 85% a efikasnost elektromotora oko 95%, to ini ukupnu efikasnost ko 81%. Prosena elektrovozila troe 10-23 kWh na 100 km. Primera radi auto koji troi 10 l/100 km, e potroiti 90 kWh/100 kmEmisije ugljen-dioksida

Iako se elektrini automobili smatraju neutralnim, kad su upitanju emisije, ipak oni izazivaju optereenje,zbog toga to poveavaju potrebu za proizvodnjom elektrine energije. ovo je skroz drukiji oblik optereenja sredine od korienja automobila sa SUS motorima, poto se veina el. energije proizvodi u centralama. Zbog toga je vano intenzivirati proizvodnju elektricne energije iz alternativnih izvora energije.Ukoliko je cilj smanjenje ukupne emisije ugljen-dioksida, trenutno je bolje voziti dizel nego elektrini auto. Prosena efikasnost svih elektrana i SPETE postrojenja je oko 33% za proizvodnju elektrine energije, meutim ukljuujui i gubitke u transportu (9,5%) to je negde oko 29,87%. prihvatajui efikasnost elektrovozila, oko 80%, ispada da tek oko 23,9% ukupne energije moe doi do iskoriavanja u kretanje elektrinih vozila. Ukupna efikasnost dizel vozila je oko 20%, medutim pri dobrim uslovima rada, i konstantnim obrtajima, moe se postici efikasnost od 30-45%. za razliku od dizel motora, elektrini motor ne pati od pada efikasnosti pri estim promenama optereenja. Krajnji rezultati e zavisiti od trokova i emisije koji se stvore u rafinaciji, i prevozu dizela ili biodizela do vozila. Moderni TDI ili CRDI motori, su skoro duplo efikasniji kada koriste petrodizel, u odnosu na elektrino vozilo koje koristi energiju dobijenu iz termoelektrana.

Performanse i osobine

Iako mnogi elektroautomobili imaju motore od oko 20 KS, ak i manje, konstantni obrtni moment elektromotora, ak i na malim brzinama ima tendenciju da povea performanse u odnosu na ekvivalentni SUS motor. Kao to je i oekivano to vozilo ima bolje performanse, ima i manju autonomiju rada. Treba nai "zlatnu sredinu".

Radi poveanja efikasnosti, neki automobili imaju direktno povezan motor na toak,to ima viestruke pogodnosti, kao to je mogunost da svaki toak daje pogon vozilu,i mogunost regenerativnog skupljanja energije od koenja, takode se smanjuje teite automobila, i smanjuje broj pokretnih delova, i inertnost.

Opcija "jednog stepena transmisije" ili ak i sistem bez transmisije, doprinosi glatkom ubrzanju i koenju. Poto je obrtni moment zavisnost jaine struje, a ne obrtaja, elektrini motori imaju jai obrtni moment kroz vei interval obrtaja tokom ubrzanja, u poreenju sa SUS motorima.

Grejanje kabine se obino postie troenjem akumulatora, ili integrisanim grejnim sistemom, ili spoljanjim, kao npr Webasto-Strak, mada sledea generacija Priusa ce imati solarnu plocu preko koje ce se moci grejati i hladiti.

Baterije

Veina baterija koje se koriste su olovni akumulatori, nikl kadmijumske, nikl metal hidridne, a u novijim generacijama vozila, koriste se litijum-jonske, i litijum-polimer baterije. U nekim ekstremnijim varijantama koriste se cink-vazduh, i otopljeni slani medijum. Sadraj struje u njima se obicno meri u Ah ili kuloni, dok se ukupna energija meri u Wh.

Istorijski mnoga elektrina vozila su imala problem zbog toga to su im se baterije morale s vremena na vreme menjati, to mnogo kota, kao i kratak domet, dugo vreme punjenja i slicno. Sadanje tehnologije izrade akumulara u velikoj meri ovo prevazilaze.

Vecina vozila se puni preko elektricne mree o cemu je bilo reci ranije, mada ima prototipova koji imaju i solarne ploce.

Vreme punjenja zavisi od snage punjaa, ali i od izdrljivosti utikaca u kui, koje izdravaju proseno 3 kW, pa se i preporucuje korienje posebnog voda za punjenje vozila. Veina ljudi puni svoj auto kod kuce, za ta im u proseku treba nekoliko sati, obino tokom noi. Neke firme ak imaju utikae ugraene na parkinzima za radnike koji poseduju elektrina vozila.

Slede primeri dometa vozila u zavisnosti od tipa baterije:

Olovni akumulatori su najdostupniji, i najjeftiniji, ali ne dostiu veci domet od 130 km

NiMH baterije imaju vecu efikasnost, i energetsku gustinu, mogu postici i do 200 km po punjenju

Li-jonske baterije mogu postici i do 500 km dometa po jednom punjenju, uz to da je Litijum jo jeftiniji od Nikla.

Uz regenerativno koenje moe se utedeti i do 50% energije pri gustim gradskim uslovima, uz uslov da se vozilo ne zaustavlja potpuno. mogue je ak i koristiti generatorske prikolice, koje pune akumulatore, ali onda se to vozilo smatra drugim tipom vozila, npr hibridnim vozilom.

ivotni vek akumulatora je dosta dugaak, primera radi, Toyota RAV4, koja koristi NiMH baterije, moe preci 160.000 km, a da vlasnik ni ne primeti da je akumulaciona mogunost baterije smanjena. Mada vlasnik ipak treba da uzme u obzir mogunost dolaska u situaciju da mora menjati akumulatore, to predstavlja ozbiljan troak. U budunosti se pretpostavlja da e se tehnologija izrade baterija toliko razviti da ce se postii domet dizel vozila sa punim rezervoarom, uz mogunost punjenja baterije 20-tak minuta.

Hibridno-elektrino vozilo

Slika 8: hibridni autobusi u velikoj meri doprinose manjem zagaenju grada

Tipovi motora hibridnog elektro-benzinskog ili elektro-dizel motora

Paralelni hibrid; sinergetski pogon elektro i SUS motora

Ovde, elektrini motor i SUS motor su ugraeni tako da oba mogu raditi individualno, ali ee zajedno. Obino je elektromotor korisniji za sporije pomeranje, za razliku od benzinskog,koji ima bolju upotrebu pri veim brzinama. Sam elektromotor ne moe pokretati auto vie od 5 km.

Blagi hibrid; elektrina asistencija

Benzinski motor se koristi uvek, samo uz asistenciju elektromotora, pri uzbrdici,ili kretanju. Takoe se koriste regenerativne konice

Hibridno vozilo sa mogunou kompletnog kretanja preko elektromotora

Ovaj tip vozila je skoro isti kao i paralelni hibrid, s tim to se ovo vozilo puni preko elektromree, i stoga u gradu uopte ne mora koristiti SUS motor. Ovo vozilo ima povean broj akumulatora

Svi ovi tipovi hibridnih vozila kao glavnu karakteristiku, osim smanjenja emisije, imaju i mnogo bolju energetsku efikasnost, i time ekonominu potronju goriva. Takoe je primetno manje zagaenje bukom.Ostale vrste vozila sa dvojnim SUS motor-elektromotor pogonom

Primer primene hibridnog agregata se moe naci i u eleznici. Slede tri primera hibridnih vozila, koji se koriste u komercijalne svrhe:

Bombardier lokomotiva koja ima dve pogona, dizel motor, i elektromotor, i mogucnost rada na 2 napona, 1500 i 2500 V, to je cini kompatibilna sa mnogim sistemima eleznice. Postoje takode kanadski vozovi koji imaju dva dizel motora, jedan za pokretanje, koji ima od 1000 do 2000 KS, koji gone voz u udaljenim krajevima, daleko od ljudskih naselja i jedan manji, cistiji, koji puni olovne akumulatore, od 160 KS.Takode u eleznici postoji od ranije termin regenerativnog kocenja, koji se koristi za vracanje energije elektro mrei od strane vec elektricnih vozova.

Hibridni trojelbus (duobus) - trolejbus opremljen (pored uobiajnog elektromotora) elektro-agregatom ili akumulatorom ili ak nezavisnim SUS motorom, to im omoguava kretanje van elektro-mree (kao autobusi).

Elektrina manevarska lokomotiva sa vagonom sa baterijama - eka eleznica je adaptirala nekoliko svojih standardnih elektrolokomotiva, tako da mogu da se koriste i na enelektrofikovanim prugama. Prepravljene lokomotive mogu da rade u dva reima: reim 'trola' (kao obina elektrolokomotiva) i reim 'akumulator', kada se energija crpe iz akumulatora na posebnom vagonu. Tako mogu da manevriu i na kolosecima koja nemaju elektromreu, ili da opslue industrijski kolosek koji nema elektrovodove, a prikljuen je na elektrifikovanu prugu, tako da bi bilo nerentabilno slati dizel lokomotivu.Auto na komprimovani vazduhVozilo na komprimovani vazduh je vozilo na alternativni izvor energije, koji ima pneumatski motor. Neke varijante postoje i kao hibridno vozilo sa benzinom, dizelom, ili alkoholom, i regenerativnim koenjem.Glavna firma koja razvija ovaj tip vozila je indijski Tata Motors, koji radi sa francuskim institutom MDI, sa planovima da ponu sa serijskom proizvodnjom 2008-2009.

Slika 9: Vozilo na komprimovani vazduh indijske firme Tata Motors

Tehnologije koje se koriste

MotorOva vozila se pokreu komprimovanim vazduh koji se skladiti u rezervoaru na oko 300 bar. Umesto meanja goriva sa vazduhom i sagorevanja uz ekspandiranje i stvaranje gasovitih produkata sagorevanja, ovaj motor ekspandirane ve komprimovani gas, koji je u rezervoaru, i time koristi rad klipova za kretanje. Ova ideja nije uopte nova, postoje pneumatski motori koji se koriste irom sveta ve stotinak godina, a prototipi ovakvih vozila postoje jo od 1920-tih, meutim tadanja tehnologija nije mogla postii eljene performanse. Komprimovani vazduh se jo koristi u propulziji torpeda. Zapravo ovaj motor ima izduv, ali koji izbacuje vrlo hladan vazduh. Ovo je rezultat skoro adijabatske ekpanzije. Ovo je negativn efekat, poto on gubi mo rada, jer ne moe da ekspandira onoliko koliko bi ekspandirao bez promene temperature. Vazduh koji izlazi iz auspuha moe imati temperature i -20 C. Mada ipak, ovaj vazduh ima primenu u hlaenju kabine vozila.Boce za skladitenje vazduhaKomprimovani vazduh je neefikasan nain za skladitenje goriva, 300 litara na 30 Mpa ima svega 16 kWh energije, to je ekvivalentno 1,7 litara benzina. Tokom testiranja na pucanje boce, ne sme doi do stvaranja gelera i opasnih otrih komadia. Svi proizvoai ovakvih vozila su napravili i sigurnosni sistem u boce,mada vazduh sam po sebi nije zapaljiv. Uglavnom se boce prave od: elika

aluminijuma

karbonskih vlakana

Kevlara

Vlaknasti materijali su znatno laki i imaju bolje osobine od metala, ali su i znatno skuplji. Obino u vozilu postoji i kompresor, pa sa spoljne strane vozila se vidi samo utika za struju, kao i kod elektromobila, s tim to se punjenje boce zavrava za par minuta.

Prednosti

Prednosti ovog tipa vozila su dosta poznate, s obzirom da proizvoa mora da reklamira svoj proizvod.

Kao i elektrina vozila, vozila na komprimovani vazduh se napajaju iz elektrine mree.

Prevoz goriva do konzumenta nije potreban, s obzirom da ve postoji instalirana infrastruktura nabavke elektrine energije..

Ova tehnologija smanjuje cenu izrade vozila za oko 20%, i ve ima mogunost hlaenja kabine,bez dodatne ugradnje klime.

Vazduh je nezapaljiv.

Visok obrtni moment za minimalnu radnu zapreminu, manje delova koji se kvare, jednostavniji sistem od elektroautomobila, itd...

Mane

Kada se vazduh uvodi u motor, da bi stvorio rad, on se dramatino hladi, po arlovom zakonu. Zato se u ve razvija sistem izmenjivaa toplote,koji e hladan vazduh grejati na temperaturu okoline, kako bi se dobio vei radni pritisak, i time vei uinak.

Ukoliko se ne koriste jaki kompresori, koji se ne mogu pokretati u domovima, zbog ekstremno jake snage, punjenje traje i do 4h. Na specijalizovanim punktovima punjenje moe trajati par minuta.

Kljuna stvar za poveanje autonomije je smanjenje teine vozila, to ima negativne efekte, kao to su manja sigurnost pri sudaru i slino. Takoe gume koje ova vozila koriste su napravljena da imaju minimalan kontakt sa asfaltom, to opet ima loiju stranu slabije kontrole vozila.

Vozilo na vodonik

Vozilo na vodonik je vozilo koje koristi vodonik, kao svoje gorivo, za glavnu pokretaku energiju. Snaga koja pokree vozilo dolazi iz vodonika, ali ima dva osnovna sistema rada ovih vozila, zavisno da li se vodonik sagoreva, ili reaguje elektrohemijski, da bi stvorio elektrinu energiju:

U sagorevanju, vodonik gori unutar radne zapremine, sutinski isto kao i u motoru sa unutranjim sagorevanjem.

Prilikom elektrohemijskog reagovanja, vodonik reaguje sa kiseonikom da bi proizveo vodu, uz elektricitet, koji se koristi u pokretanje elektromotora, koji dalje pokree celo vozilo. Gorivne elije elektrinu energiju proizvode neposredno i stoga bi trebalo da budu efikasnije, jednostavnije i pouzdanije. Za sada, njihovu upotrebu spreavaju tehnike prepreke. Vodonik potreban za proces se mora proizvesti (npr. elektrolizom vode) i dovesti do elija, dok se potreban kiseonik moe 'uzimati' neposredno iz atmosfere. Skladitenje vodonika je za sada najvei problem, s obzirom na to da je vodonik u smesi sa vazduhom veoma eksplozivan, a i mase rezervoara su problematine. Stepen iskorienja celog ciklusa (struja vodonik struja) je oko 30-40 % (kod otto motora 18%).

Slika 10: Island je procentualno vodea zemlja u svetu po korienju, proizvodnji vodonika,kao i infrastrukturi

Tipovi vozila

Autobusi, vozovi, biciklovi sa motorom, motocikli, brodovi, podmornice, pa ak i avioni mogu da idu na vodonik, u raznim oblicima i nekad o velikim trokovima. Trenutno se gorivne elije ve koriste na raketnim kosmikim letelicama i podmornicama. Trenutni rekord u brzini na suvom za automobil na vodonik je 333,38 km/h, koji je postavljen od strane kompanije Ford, tip Fusion Hydrogen 999. ak je i vukao prikolicu sa kiseonikom pod pritiskom, koji je doveo sagorevanje do savrenstva, uz ogromne konjske snage.

Automobili

Mnoge kompanije trenutno istrauju isplativost razvoja automobila na vodonik, mada i mnoge su ve poele sa proizvodnjom takvih vozila.

Autobusi

Autobusi sa gorivim elijama su se ve negde poeli koristiti, i proizvode se od strane nekoliko proizvoaa irom sveta.ak postoji i klub preduzea koja koriste autobuse sa gorivim elijama.

Biciklovi sa motoromPredstavljen je ak i prvi bicikl na vodonine gorive elije, koje pretvaraju energiju u elektrinu, i pokreu bicikl preko elektromotora. Ima 32 kg, i stvara snagu elektromotora od 200 W

Slika 11: Prvi bicikl na vodonine gorive elijeTipovi i mogunosti proizvodnje vodonikaMolekularni vodonik koji je potreban kao gorivo za vozila se moe dobiti iz vrlo mnogo termomehanikih metoda, koristei prirodni gas, ugalj, teni naftni gas, biomasu, pa ak i otpadak od mikroba se moe koristiti, poznatiji kao biovodonik. U laboratorijskim uslovima se moe proizvoditi iz vode elektrolizom. U nekim dravama, energija koja je potrebna da se vodonik izoluje, rafinie, i skladiti se dobija iz obnovljivih izvora energije. Island koristi geotermalnu energiju da bi proizvodio vodonik, a Danska proizvodi vodonik elektrinom energijom dobijenom od vetra.Strukture i reakcije koje se dogaaju u gorivnoj eliji

Gorivna elija sastoji se od dve elektrode, koje su odvojene membranom ili elektrolitom. Na anodu se dovodi gorivo (npr. vodonik, metan, metanol, siretna kiselina, rastvor glukoze), i ono tu oksiduje. Na katodu se dovodi oksidaciono sredstvo (npr. kiseonik, vodonik peroksid, ...), koje se tu redukuje.

Elektrode su obino napravljene od razliitih metala, ili mogu biti ugljenine nanocevice. Mogu biti i presvuene katalizatorom (npr. platinom ili paladijumom), ime se postie vea efikasnost. Danas se obino koriste elektrode sa koliinom katalizatora 5g/m2.

Kao elektrolit mogu posluiti razne kiseline (preteno H3PO4) ili baze (najee KOH), keramiki materijali ili membrane. U specifinim gorivnim elijama kao elektrolit se koristi gas pod visokim pritiskom. Danas se kao elektrolit najvie koristi KOH, koji se koristio ve u elijama projekta Apolo, a ija je mana da oksidans mora da se isti od CO2, jer bi inae dolazilo do reakcije CO2 sa elektrolitom i nastalo jedinjenje bi prestalo da vri funkciju elektrolita.

Elektrini napon koji nastaje je teoretski oko 1,23 volta a zavisi od vrste goriva i kvaliteta elije. Kod elija koje se danas najvie koriste, napon je obino oko 0,95V. Da bi se dobio vei napon, nekoliko elija se vezuje u seriju.

Vodonik se na anodi katalitiki transformie u katjone (u sluaju vodonika, jone H+). Osloboene elektrone privlai anoda i stvara elektrinu struju, koja preko elektro potroaa tee ka katodi. Na katodi se oksidaciono sredstvo (veinom kiseonik) redukuje u anjone (O2-), a oni onda reaguju sa H+ jonima, stvarajui vodu.

Slika 12: Primer gorive elije koja se u ekperimentalne svrhe koristi u NASA-i

Hemijske jednaine koje se odvijaju:

Oksidacija / oslobaanje elektrona:

Redukcija / prihvatanje elektrona:

oksido-redukciona reakcija

Slika 13: Grafiki prikaz procesa koji se odvija u gorivoj elijiLiteraturahttp://www.biodizel.co.yuhttp://en.wikipedia.org/wiki/Air_Car

http://en.wikipedia.org/wiki/Air_engine

http://en.wikipedia.org/wiki/Alcohol_fuel

http://en.wikipedia.org/wiki/Battery_electric_vehicle

http://en.wikipedia.org/wiki/Biodiesel

http://en.wikipedia.org/wiki/Biofuel

http://en.wikipedia.org/wiki/Compressed_air_car

http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_car

http://en.wikipedia.org/wiki/Flexible-fuel_vehicle

http://en.wikipedia.org/wiki/Fuel_cell

http://en.wikipedia.org/wiki/Future_car_technologies

http://sr.wikipedia.org/sr-el/Gorivne_elije

http://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_car

http://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_electric_vehicle

http://en.wikipedia.org/wiki/Petroleum_electric_hybrid_vehicle

http://en.wikipedia.org/wiki/Stampede_toward_hybrids