Prijava
Koliko kilometara automobil može voziti koristeći energiju iz drugih izvora, ekvivalentnu energiji dobivenoj iz jedne litre benzina?
Postoji vrlo dobar razlog zašto još uvijek vozimo automobile s pogonom na fosilna goriva. Unatoč negativnim posljedicama izgaranja,, takvi motori osim ugljičnoga dioksida proizvode i energiju. No činjenica je kako se iz takve vrste goriva može dobiti više energije nego iz drugih izvora.
Tipični automobil naprimjer može prevaliti pedesetak kilometara s četiri litre benzina. Uskoro će nafta, iz koje dobivamo gorivo, postati preskupa, a dtada će se automobili koji koriste druge izvore energije, poput baterija, morati boriti s tim nedostatkom. Fokusirajmo se na opcije i kapacitete skladištenja energije.
Umjesto da mjerimo maksimalnu količinu energije kojom automobil može raspolagati, koncentrirajmo se na njenu gustoću, definirajući ju kao pohranjenu energiju po jedinici obujma, mjerenu u megadžulima po litri (MJ/L). Isto je s gustoćom mase, osim što u ovom slučaju koristimo energiju umjesto mase.
S obzirom na to da ovdje želimo usporediti stvari s benzinom, koji se mjeri u litrama, zadržat ćemo se na gustoći energije. Recimo da želimo litru benzina zamijeniti drugim izvorom energije, ali pohraniti ju u isti volumen. Koliku će udaljenost prevaliti automobil s jednom litrom energije pohranjene u drugačiji, odgovarajući spremnik?
Prema Wikipediji, jedna litra benzina sadrži 34 megadžula energije. Pretpostavimo da je efikasnost automobila 25 %, a od 34 MJ na pokretanje automobila s mjesta troši se 8.5 MJ. Ako automobil s litrom goriva pređe 13 km, možemo dobiti odnos energije po kilometru 8,5 MJ na 13 km, odnosno 1,08 MJ na 1,6 km. Tako smo dobili cijenu energije za naš automobil.
Što ako zamijenimo benzinski motor električnim, koji energiju crpi iz litij-ionskih baterija? U tom slučaju mijenjaju se dvije stvari. Prva je startna energija. Litij-ionske baterije imaju gustoću energije oko 2 MJ po litri (drugačije baterije imaju drugačije vrijednosti). Druga stvar je efikasnost. S obzirom na to da električni motori ne rasipaju energiju, kao što je slučaj kod izgaranja benzina, njihova je efikasnost oko 50 %. Dakle, od 2 MJ u litri baterije 1 MJ odlazi na pokretanje automobila s mjesta. On i dalje ima isti gubitak energije uslijed trenja i otpora zraka, pa bi preostali 1 MJ bio dovoljan da automobil vozi oko 1,5 km.
Kao što vidimo, dosta je razloga za korištenje električnih motora umjesto benzinskih, no autonomija vožnje nije jedan od tih razloga. Jasno je dakle kako benzin sadrži puno energije. No što ako bateriju zamijenimo nečim drugim (ugljen, gumice za domaćinstvo, sendvič od šunke i sira, plutonij)? Možemo ponoviti gore navedeni postupak usporedbi, koristeći odgovarajuće formule, uvrštavajući u njih različite izvore energije. Na grafikonu je prikaz tih kalkulacija, koje su dobivene uz pomoć određenih pretpostavki o efikasnosti, a također smo morali procijeniti gustoću energije gumica za domaćinstvo. Iako je vertikalna vrijednost prilično visoka, zbog izuzetno visoke gustoće energije plutonij će se u automobilima eventualno naći u budućnosti. No što je sa sendvičem? To se čini kao dobra opcija za budućnost automobila!
Za komentiranje je potrebno prijaviti se. Nemaš korisnički račun? Registracija je brza i jednostavna, registriraj se i uključi u raspravu.