Vesinikmootoriga autoga sõitmisel on tõusud ja mõõnad. Positiivne on see, et saate elektrisõiduki rohelised eelised ilma sõiduulatuse ärevuseta, sest saate autosse rohkem vesinikku täita. Miinuspoolel on vesiniku tanklad haruldased – vähemalt praegu. Samuti on keeruline hankida vesinikku nii rohelisel kui ka tõhusal viisil.
Lisaks, nagu iga uue tehnoloogia puhul, on ka arusaadav kõhklus olla esimeste inimeste seas teha hüpe ja pühenduda mitmeks aastaks (vähemalt) jõuallikaga, mis võib õnnestuda, aga ei pruugi. Kuid jätkake lugemist ja me anname teile piisavalt tausta, et saaksite oma otsuse teha.
Seotud
- Järgmise põlvkonna Toyota Mirai kinnitas, hoolimata jätkuvatest probleemidest vesinikutehnoloogiaga
- BMW õrritab taas vesinikautosid kütuseelemendiga X5 kontseptsiooniga
- BMW võib lõpuks olla valmis müüma avalikkusele vesinikkütuseelemendiga autosid
Kuidas vesinikkütuseelemendid töötavad
Vesinikkütuseelement on lihtne masin. Tehnika tuumaks on prootonivahetusmembraan. Membraani ühel küljel on puhas vesinik ja teisel pool tavaline õhk. Tavalises õhus on umbes 80 protsenti lämmastikku ja 20 protsenti hapnikku, pluss vähesel määral muud kraami. Prootonivahetusmembraan on kriitiline, sest vesiniku- ja hapnikuaatomitele meeldib väga koos olla. Täpsemalt, kaks vesinikuaatomit ja hapnikuaatom tahavad alati kokku saada ja luua veemolekuli. See on ilus asi. Ärge mõistke kohut.
Membraan võimaldab vesinikuaatomitel läbi hapnikuni jõuda, kuid ainult siis, kui vesinikuaatom loovutab teel oma elektroni. Panime nutikalt kütuseelemendi seintele väga juhtiva metalli, näiteks plaatina, nii et elektronid lähevad sinna ja jooksevad kogu kütuseelemendi ümber, et jõuda tagasi oma vesinikuaatomiteni; see tegevus loob elektrivoolu, mida saame kasutada. Kui hapnik ja vesinik on omavahel ühendatud ja taas valmis, on meil oma häda jaoks veemolekul ja natuke elektrit. Kui arvestada ainult kütuseelementi, saate energiat ilma reostust tekitamata. Geniaalne!
Vesiniku mõistatus
Selle roosilise stsenaariumi esimene probleem on see, et vesinik ja hapnik armastavad üksteist nii palju, et vaba vesinikku meie atmosfääris tegelikult ei eksisteeri. See kõik on muudetud veeks, mis katab suurema osa planeedist. Nii et enne, kui saame selle energia kätte, peame tootma lahtist vesinikku, mida oma vesinikkütuseelemendisse panna.
Vesiniku saamiseks on palju viise ja mõned neist on veidramad kui teised. Aastal 19th sajandil tilgutasid inimesed rauaviile väävelhappe tünnidesse. Reaktsiooni käigus tekkis vesinikgaas, mille nad suunasid õhupallidesse, et õhku tõusta. See töötab, kuid see ei ole suures mahus teostatav ja iga kord, kui seda meetodit kasutate, on sõna otseses mõttes tünnid mürgiseid jäätmeid. Nimetagem seda mitte-algajaks.
Nagu iga uue tehnoloogia puhul, on ka arusaadav kõhklus olla esimeste inimeste seas, kes hüppe ette võtavad
Samuti saate kasutada elektrit veemolekulide elektrolüüsi abil eraldamiseks ja saate puhta vesiniku ja hapniku. See on suurepärane, kuid termodünaamika seadused nõuavad, et te ei saa kunagi vesinikust tagasi nii palju elektrit, kui sisestate veemolekulide purustamiseks süsteemi. Parem oleks aku laadimiseks kasutada elektrit. Lisaks toodetakse suur osa meie Põhja-Ameerika elektrist endiselt söe põletamisel, mis kindlasti ei ole roheline.
Kolmas viis vesiniku saamiseks on sama problemaatiline. Võite maagaasi reformida, krakkides süsivesinike molekule, et vesinik lahti saada. Kuid see tähendab, et olete endiselt sõltuv fossiilkütustest ja kui eraldate oma rohelise energia saamiseks vesiniku, toodate ka süsinikdioksiidi, mis on kasvuhoonegaas. Irooniast piisab tervele hipsterite linnale jõudmiseks.
Enne vesiniku tootmise lõpetamist tehakse uuringuid elemendi fotosünteesi kohta vetikate abil. Jääb näha, kas see töötab suures mahus, kuid see on parem kui mõned teised katsetatud meetodid.
Päris hea kütus
Lahtise vesiniku loomise probleem on probleem, mis ei lase sellel olla täiuslik kütus. Siiski on ikkagi puhtam muuta maagaas (või metanool, mida saame taimejäätmetest valmistada) vesinikuks ja süsinikdioksiidiks kui põletada gaas sisepõlemismootoris. Päikeseenergia tootmise võimekuse suurenemisega saame päikesest toodetud elektrit kasutada ka vesiniku tootmiseks. Me kannatame endiselt üldise termodünaamilise kaotuse tõttu, kui muundame päikesepaiste elektriks vesinikuks elekter, kuid vähemalt on meil kasutada palju päikest ja see ei tekita kasvuhoonegaase protsessi. Muidugi tuleb päikesepaneelid teha ja sellega kaasnevad omad väljakutsed.
Ehkki see pole täiuslik, on vesinik siiski päris hea kütus. See on kindlasti parem kui rafineeritud toornafta põletamine.
Saadaolevamaks muutumine
Kui elate mujal Ameerikas kui Los Angeleses või San Francisco lahe piirkonnas, on see kõik teie jaoks endiselt omamoodi akadeemiline. Praegu asub suurem osa riigi vesinikkütuse infrastruktuurist Californias ja seal pole nii palju jaamu.
Põhja-Californias saate vesinikku kuuest jaamast Bay Areas, ühest jaamast Sacramentos ja üksikust jaamast Truckee linnas, mis asub teel Renosse. Lõuna-Californias on teil Los Angelese piirkonnas 16 jaama, lisaks üks jaam San Diego lähedal Del Maris ja üks jaam Santa Barbaras.
Vesiniku saamiseks on palju viise ja mõned neist on veidramad kui teised.
Siiski väärib märkimist, et sel aastal on Californias plaanis avada vähemalt 20 uut jaama. Kõik uued jaamad asuvad LA ja lahe piirkonnas, nii et kuigi uusi piirkondi veel ei avata, muutub vesinik mugavamaks seal, kus see juba asub.
California kütuseelementide partnerlusel on a vesinikujaamade kaart. Saate kontrollida ja näha, kas elate ja töötate vesinikujaamale piisavalt lähedal, et see teie jaoks toimiks. USA energeetikaministeerium väidab samuti üleriigiline kaart oma alternatiivkütuste andmekeskuse veebisaidil, kuid ainsad väljaspool Californiat loetletud vesinikujaamad on üks Massachusettsis, üks Connecticutis ja üks Lõuna-Carolinas.
Miks näete tulevikus rohkem vesinikautosid?
Et vesinikkütusega autost tõeliselt aru saada, tuleb seda vaadelda elektrisõidukite laiemas kontekstis. Alternatiivsete kütuste põhireegel on see, et pole ühte lahendust, mis toimiks igal juhul. Akuga elektrisõidukite laadimine võtab lähitulevikus tõenäoliselt kaua aega ja taskukohase hinnaga elektrisõidukite tööulatus on piiratud. Hübriidid ja isegi pistikhübriidid kasutavad mingil määral endiselt fossiilkütuseid, kuid lihtsa tankimisega saate neisse sisse istuda ja pikki vahemaid sõita. Vesinikmootor ületab selle tühimiku, andes teile heitmevaba sõiduki, mida saate tankida nagu bensiinimootoriga autot, eeldusel, et seal on vesinikujaam, kus seda vajate. Selles kontekstis on meie maailmas koht vesinikkütusega autodel.
Toimetajate soovitused
- Toyota E-volution jätkub 2021. aasta Mirai ja 2021. aasta RAV4 pluginaga
- Toyota kasutab ühe Jaapani tehase toiteks vesinikkütuseelemente
- Isejuhtiv Toyota saadab 2020. aasta olümpiatule Tokyos
- Skai on mitmeotstarbeline lendav auto, mis töötab vesinikkütuseelementidega
- Lühisõiduks on Toyota 2. põlvkonna vesinikkütuseelemendiga poolveok
