Řízení auta na vodíkový pohon má své mouchy. Pozitivní je, že získáte zelené výhody elektromobilu bez obav z dojezdu, protože do auta můžete natankovat více vodíku. Na druhou stranu, vodíkové čerpací stanice jsou vzácné – alespoň prozatím. Je také náročné získat vodík způsobem, který je ekologický a účinný.
Dále, stejně jako u každé nové technologie, existuje určité pochopitelné váhání být mezi prvními lidmi udělat skok a zavázat se na několik let (alespoň) se zdrojem energie, který může nebo nemusí fungovat. Ale pokračujte ve čtení a my vám poskytneme dostatek podkladů, abyste se mohli rozhodnout sami.
Příbuzný
- Toyota Mirai nové generace potvrzena navzdory přetrvávajícím problémům s vodíkovou technologií
- BMW opět dráždí vodíková auta konceptem X5 s palivovými články
- BMW může být konečně připraveno prodávat auta s vodíkovými palivovými články veřejnosti
Jak fungují vodíkové palivové články
Vodíkový palivový článek je jednoduchý stroj. Jádrem technologie je membrána pro výměnu protonů. Na jedné straně membrány máte čistý vodík a na druhé straně obyčejný vzduch. Obyčejný vzduch obsahuje asi 80 procent dusíku a 20 procent kyslíku plus stopová množství dalších látek. Protonová výměnná membrána je kritická, protože atomy vodíku a kyslíku jsou opravdu rády pohromadě. Konkrétně dva atomy vodíku a atom kyslíku se vždy chtějí spojit a vytvořit molekulu vody. je to krásná věc. Nesuďte.
Membrána umožní atomům vodíku projít ke kyslíku, ale pouze v případě, že se atom vodíku na cestě vzdá svého elektronu. Chytře jsme na stěny palivového článku umístili nějaký vysoce vodivý kov, jako je platina, takže elektrony jdou tam a běží celou cestu kolem palivového článku, aby se dostaly zpět ke svým atomům vodíku; tato akce vytváří elektrický proud, který můžeme použít. Když jsou všechny kyslík a vodík spojeny a znovu dokončeny, máme molekulu vody a trochu elektřiny na naše potíže. Pokud vezmete v úvahu pouze palivový článek, můžete získat energii bez vytváření jakéhokoli znečištění. Génius!
Vodíkový hlavolam
Prvním problémem tohoto růžového scénáře je, že vodík a kyslík se navzájem milují natolik, že volný vodík ve skutečnosti v naší atmosféře neexistuje. Vše se proměnilo ve vodu, která pokrývá většinu planety. Takže než získáme tuto energii, musíme vyrobit nějaký volný vodík, který vložíme do našeho vodíkového palivového článku.
Existuje mnoho způsobů, jak získat vodík, a některé jsou bláznivější než jiné. V 19čt století lidé házeli železné piliny do sudů s kyselinou sírovou. Reakce produkovala plynný vodík, který vedli do balónků, aby se dostaly do vzduchu. Funguje to, ale ve velkém měřítku to opravdu není možné a pokaždé, když tuto metodu použijete, jsou doslova sudy toxického odpadu. Říkejme tomu nezačátečnický.
Stejně jako u každé nové technologie existuje určité pochopitelné váhání být mezi prvními, kteří se vrhnou na skok
Můžete také použít elektřinu k rozbití molekul vody pomocí elektrolýzy a získáte čistý vodík a kyslík. To je skvělé, ale zákony termodynamiky diktují, že z vodíku nikdy nedostanete zpět tolik elektřiny, kolik jste vložili do systému, abyste rozbili molekuly vody. K nabíjení baterie by bylo lepší použít elektřinu. Navíc se velká část naší severoamerické elektřiny stále vyrábí spalováním uhlí, které rozhodně není zelené.
Třetí způsob, jak získat vodík, je stejně problematický. Zemní plyn můžete zreformovat tak, že rozbijete molekuly uhlovodíků, abyste uvolnili vodík. Ale to znamená, že jste stále závislí na fosilních palivech, a když pro svou zelenou energii využijete vodík, produkujete také oxid uhličitý, což je skleníkový plyn. Ironie stačí k tomu, aby poháněla celé město hipsterů.
Než uzavřeme výrobu vodíku, probíhá výzkum fotosyntézy prvku pomocí řas. Uvidíme, zda to bude fungovat ve velkém měřítku, ale je to lepší než některé jiné metody, které byly vyzkoušeny.
Docela dobré palivo
Problém tvorby uvolněného vodíku je zádrhel, který mu brání být dokonalým palivem. Stále je však čistší přeměnit zemní plyn (nebo metanol, který můžeme vyrobit z rostlinného odpadu) na vodík a oxid uhličitý, než spalovat plyn ve spalovacím motoru. A se zvyšující se schopností solární výroby můžeme elektřinu vyrobenou sluncem využívat také k výrobě vodíku. Stále trpíme celkovou termodynamickou ztrátou při přeměně slunečního svitu na elektřinu na vodík elektřinu, ale alespoň máme spoustu slunečního svitu, který můžeme využít a nevytváří skleníkový plyn proces. Samozřejmě musíte vyrobit solární panely, a to má své vlastní výzvy.
Takže i když to není dokonalé, vodík je stále docela dobré palivo. Je to určitě lepší než spalovat rafinovanou ropu.
Stává se dostupnější
Pokud žijete kdekoli v Americe jinde než ve větším Los Angeles nebo San Francisco Bay Area, je to pro vás všechno stále trochu akademické. Právě teď je naprostá většina národní infrastruktury pro čerpání vodíku v Kalifornii a není tam tolik stanic.
V severní Kalifornii můžete získat vodík ze šesti stanic v oblasti Bay Area, jedné stanice v Sacramentu a jedné stanice v Truckee na cestě do Rena. V jižní Kalifornii máte 16 stanic v oblasti Los Angeles, plus stanici v Del Mar poblíž San Diega a jednu stanici v Santa Barbaře.
Existuje mnoho způsobů, jak získat vodík, a některé jsou bláznivější než jiné.
Nicméně stojí za zmínku, že letos je v Kalifornii naplánováno otevření nejméně 20 nových stanic. Všechny nové stanice jsou v oblastech LA a Bay, takže zatímco nové regiony se ještě neotvírají, vodík je stále pohodlnější tam, kde se již nachází.
California Fuel Cell Partnership má a mapa vodíkových stanic. Můžete zkontrolovat a zjistit, zda žijete a pracujete dostatečně blízko vodíkové stanice, aby to fungovalo pro vás. Americké ministerstvo energetiky také tvrdí celostátní mapu na svých webových stránkách Alternative Fuels Data Center, ale jediné vodíkové stanice uvedené mimo Kalifornii jsou jedna v Massachusetts, jedna v Connecticutu a jedna v Jižní Karolíně.
Proč v budoucnu uvidíte více vodíkových aut
Abyste skutečně pochopili vůz na vodíkový pohon, musíte se na něj podívat v širším kontextu elektrických vozidel. Základním pravidlem alternativních paliv je, že neexistuje jediné řešení, které bude fungovat ve všech případech. Baterie elektrických vozidel bude pravděpodobně v dohledné budoucnosti trvat dlouho, než se dobijí, a cenově dostupné elektrické vozy budou mít omezený dojezd. Hybridy a dokonce i plug-in hybridy stále na určité úrovni využívají fosilní paliva, ale můžete se do nich dostat a ujet dlouhé vzdálenosti se snadným tankováním. Vodíková energie překlenuje tuto mezeru a poskytuje vám vozidlo s nulovými emisemi, které můžete tankovat jako auto na benzín, pokud je vodíková stanice tam, kde ji potřebujete. V tomto kontextu je v našem světě místo pro auta na vodíkový pohon.
Doporučení redakce
- Toyota E-volution pokračuje s 2021 Mirai a 2021 RAV4 Plugin
- Toyota používá vodíkové palivové články k pohonu jedné ze svých japonských továren
- U olympijského ohně v roce 2020 v Tokiu bude doprovázet samořídící Toyota
- Skai je víceúčelové létající auto poháněné vodíkovými palivovými články
- Jede v něm návěs Toyoty druhé generace na vodíkové palivové články na krátkou vzdálenost
