Шофирането на автомобил, задвижван с водород, има някои възходи и падения. Положителната страна е, че получавате екологичните предимства на EV без безпокойството за пробега, защото можете да презареждате колата с повече водород. От друга страна, станциите за зареждане с водород са рядкост – поне за момента. Също така е предизвикателство да се получи водород по начин, който е едновременно екологичен и ефективен.
Освен това, както при всяка нова технология, има известно колебание да бъдем сред първите хора да направи скока и да се ангажира с няколко години (поне) с източник на енергия, който може или не може да работи. Но продължавайте да четете и ние ще ви дадем достатъчно информация, за да можете да вземете свое собствено решение.
Свързани
- Следващото поколение Toyota Mirai е потвърдено въпреки продължаващите проблеми с водородната технология
- BMW отново дразни водородните автомобили с концепцията X5 с горивни клетки
- BMW може най-накрая да е готов да продава автомобили с водородни горивни клетки на обществеността
Как работят водородните горивни клетки
Водородната горивна клетка е проста машина. Ядрото на технологията е протонообменна мембрана. От едната страна на мембраната имате чист водород, а от другата страна имате обикновен въздух. Обикновеният въздух е около 80 процента азот и 20 процента кислород, плюс следи от други неща. Протонообменната мембрана е критична, защото водородните и кислородните атоми наистина обичат да бъдат заедно. По-конкретно, два водородни атома и един кислороден атом винаги искат да се съберат и да създадат водна молекула. Това е красиво нещо. Не съдете.
Мембраната ще позволи на водородните атоми да преминат към кислорода, но само ако водородният атом отдаде своя електрон по пътя. Ние умело поставяме някакъв високопроводим метал като платина върху стените на горивната клетка, така че електроните отиват там и се движат по целия път около горивната клетка, за да се върнат обратно към своите водородни атоми; това действие създава електрически ток, който можем да използваме. Когато кислородът и водородът са свързани и завършени отново, имаме водна молекула и малко електричество за нашите проблеми. Ако вземете предвид само горивната клетка, можете да получите енергия, без да създавате никакво замърсяване. гений!
Водородната главоблъсканица
Първият проблем с този розов сценарий е, че водородът и кислородът се обичат толкова много, че свободният водород всъщност не съществува в нашата атмосфера. Всичко е превърнато във вода, която покрива по-голямата част от планетата. Така че, преди да можем да получим тази енергия, трябва да направим малко водород, който да поставим в нашата водородна горивна клетка.
Има много начини за получаване на водород и някои са по-луди от други. През 19-теth век хората са пускали железни стружки в бъчви със сярна киселина. Реакцията произвежда водороден газ, който те насочват в балони, за да се издигнат във въздуха. Работи, но наистина не е осъществимо в голям мащаб и има буквално варели токсични отпадъци, включени всеки път, когато използвате този метод. Нека го наречем нестартер.
Както при всяка нова технология, има разбираемо колебание да бъдете сред първите хора, които ще направят този скок
Можете също така да използвате електричество, за да разделите водните молекули с помощта на електролиза, и получавате чист водород и кислород. Това е страхотно, но законите на термодинамиката диктуват, че никога няма да получите толкова електричество обратно от водорода, колкото сте вкарали в системата за разграждане на водните молекули. Би било по-добре да използвате електричеството за зареждане на батерия. Плюс това, голяма част от електричеството ни в Северна Америка все още се произвежда чрез изгаряне на въглища, което определено не е екологично.
Третият начин за получаване на водород е също толкова проблематичен. Можете да реформирате природния газ, като разбиете въглеводородните молекули, за да освободите водорода. Но това означава, че все още сте зависими от изкопаемите горива и когато отделяте водород за вашата зелена енергия, вие произвеждате и въглероден диоксид, който е парников газ. Иронията е достатъчна, за да захранва цял град от хипстъри.
Преди да приключим с генерирането на водород, се правят изследвания върху фотосинтезата на елемента с помощта на водорасли. Остава да видим дали това ще работи в голям мащаб, но е по-добро от някои от другите методи, които са били изпробвани.
Доста добро гориво
Проблемът с генерирането на свободен водород е пречка, която му пречи да бъде перфектно гориво. Въпреки това все още е по-чисто да преобразуваме природния газ (или метанол, който можем да направим от растителни отпадъци) във водород и въглероден диоксид, отколкото да изгорим газа в двигател с вътрешно горене. И с увеличаването на капацитета за генериране на слънчева енергия, можем да използваме произведеното от слънцето електричество, за да произвеждаме и водород. Все още страдаме от общата термодинамична загуба при преобразуването на слънчевата светлина в електричество във водород електричество, но поне имаме много слънчева светлина за използване и тя не създава парников газ в процес. Разбира се, трябва да направите слънчевите панели и това идва със своите предизвикателства.
Така че, въпреки че не е перфектен, водородът все още е доста добро гориво. Със сигурност е по-добре от изгарянето на рафиниран суров петрол.
Ставайки по-достъпен
Ако живеете някъде в Америка, освен по-големия Лос Анджелис или района на залива на Сан Франциско, всичко това все още е академично за вас. В момента по-голямата част от националната инфраструктура за водородно гориво е в Калифорния и там няма толкова много станции.
В Северна Калифорния можете да получите водород от шест станции в района на залива, една станция в Сакраменто и една самотна станция в Траки по пътя за Рино. В Южна Калифорния имате 16 станции в района на Лос Анджелис, плюс станция в Дел Мар близо до Сан Диего и една станция в Санта Барбара.
Има много начини за получаване на водород и някои са по-луди от други.
Въпреки това си струва да се отбележи, че има поне 20 нови станции, планирани да отворят в Калифорния тази година. Всички нови станции са в районите на Лос Анджелис и залива, така че докато новите региони все още не се отварят, водородът става все по-удобен там, където вече се намира.
Калифорнийското партньорство за горивни клетки има a карта на водородните станции. Можете да проверите дали живеете и работите достатъчно близо до водородна станция, за да работи за вас. Министерството на енергетиката на САЩ също поддържа карта за цялата страна на уебсайта на Центъра за данни за алтернативни горива, но единствените водородни станции, посочени извън Калифорния, са една в Масачузетс, една в Кънектикът и една в Южна Каролина.
Защо ще виждате повече автомобили с водород в бъдеще
За да разберете наистина автомобила, задвижван с водород, трябва да го разгледате в по-широкия контекст на електрическите превозни средства. Основно правило на алтернативните горива е, че няма едно единствено решение, което да работи във всеки случай. Електрическите превозни средства с батерии вероятно ще отнемат много време за презареждане в обозримо бъдеще, а достъпните електромобили ще имат ограничен пробег. Хибридите и дори plug-in хибридите все още използват изкопаеми горива на някакво ниво, но можете да влезете в тях и да шофирате на дълги разстояния с лесно зареждане. Водородната мощност преодолява тази празнина, предоставяйки ви превозно средство с нулеви емисии, което можете да зареждате като бензинова кола, при условие че има водородна станция, където имате нужда от нея. В този контекст в нашия свят има място за автомобили, задвижвани с водород.
Препоръки на редакторите
- E-volution на Toyota продължава с 2021 Mirai и 2021 RAV4 Plugin
- Toyota използва водородни горивни клетки за захранване на един от японските си заводи
- Самоуправляваща се Toyota ще ескортира олимпийския огън през 2020 г. в Токио
- Skai е многофункционална летяща кола, задвижвана от водородни горивни клетки
- Полукамионът на Toyota от 2-ро поколение с водородни горивни клетки е в него за къси разстояния
