Vožnja automobila s pogonom na vodik ima svoje uspone i padove. S pozitivne strane, dobivate zelene prednosti EV-a bez brige o dometu, jer možete ponovno napuniti automobil s više vodika. S negativne strane, postaje za gorivo vodikom su rijetke – barem trenutno. Također je izazovno dobiti vodik na način koji je i ekološki i učinkovit.
Nadalje, kao i kod svake nove tehnologije, postoji neko razumljivo oklijevanje da se bude među prvima poduzeti korak i posvetiti se nekoliko godina (barem) s izvorom energije koji može, ali i ne mora uspjeti. Ali nastavite čitati i mi ćemo vam dati dovoljno pozadine da možete donijeti vlastitu odluku.
Povezano
- Toyota Mirai sljedeće generacije potvrđena unatoč stalnim problemima s vodikovom tehnologijom
- BMW ponovno zadirkuje automobile na vodik s konceptom X5 na gorive ćelije
- BMW bi konačno mogao biti spreman javnosti prodavati automobile na vodikove gorivne ćelije
Kako rade vodikove gorivne ćelije
Gorivna ćelija s vodikom jednostavan je stroj. Srž tehnologije je membrana za izmjenu protona. S jedne strane membrane imate čisti vodik, a s druge običan zrak. Običan zrak sastoji se od oko 80 posto dušika i 20 posto kisika, plus količine drugih tvari u tragovima. Membrana protonske izmjene je kritična jer atomi vodika i kisika jako vole biti zajedno. Točnije, dva atoma vodika i atom kisika uvijek se žele spojiti i stvoriti molekulu vode. To je prekrasna stvar. Ne osuđujte.
Membrana će dopustiti atomima vodika da prođu do kisika, ali samo ako atom vodika na putu odustane od svog elektrona. Pametno smo stavili neki vrlo vodljivi metal poput platine na stijenke gorive ćelije, tako da elektroni odlaze tamo i trče cijelim putem oko gorive ćelije kako bi se vratili svojim atomima vodika; ta radnja stvara električnu struju koju možemo koristiti. Kad se kisik i vodik spoje i ponovno kompletiraju, imamo molekulu vode i nešto struje za naše probleme. Ako uzmete u obzir samo gorive ćelije, možete dobiti energiju bez stvaranja ikakvog zagađenja. Genijalno!
Vodikova zagonetka
Prvi problem s tim ružičastim scenarijem je taj što se vodik i kisik toliko vole da slobodni vodik zapravo ne postoji u našoj atmosferi. Sve je pretvoreno u vodu koja prekriva veći dio planeta. Dakle, prije nego što dobijemo tu energiju, moramo napraviti malo vodika koji ćemo staviti u našu vodikovu gorivu ćeliju.
Postoji mnogo načina za dobivanje vodika, a neki su otkačeniji od drugih. U 19th stoljeća ljudi su bacali željezne strugotine u bačve sumporne kiseline. Reakcija je proizvela plin vodik, koji su usmjerili u balone kako bi otišli u zrak. Djeluje, ali zapravo nije izvedivo u velikim razmjerima, a svaki put kada koristite ovu metodu uključeni su doslovno bačve toksičnog otpada. Nazovimo ga nestarterom.
Kao i kod svake nove tehnologije, postoji neko razumljivo oklijevanje da budete među prvima koji će poduzeti skok
Također možete koristiti električnu energiju da razbijete molekule vode pomoću elektrolize, a dobit ćete čisti vodik i kisik. To je sjajno, ali zakoni termodinamike nalažu da iz vodika nikada nećete dobiti onoliko električne energije koliko ste unijeli u sustav za razbijanje molekula vode. Bilo bi bolje da koristite električnu energiju za punjenje baterije. Osim toga, mnogo naše sjevernoameričke električne energije još uvijek se proizvodi izgaranjem ugljena, koji definitivno nije ekološki prihvatljiv.
Treći način dobivanja vodika jednako je problematičan. Prirodni plin možete reformirati, razbijanjem molekula ugljikovodika da biste oslobodili vodik. Ali to znači da još uvijek ovisite o fosilnim gorivima, a kada izbacite vodik za svoju zelenu energiju, proizvodite i ugljični dioksid, koji je staklenički plin. Ironija je dovoljna da napaja cijeli grad hipstera.
Prije nego što završimo s proizvodnjom vodika, provode se istraživanja o fotosintezi tog elementa pomoću algi. Ostaje za vidjeti hoće li to funkcionirati u velikoj mjeri, ali bolje je od nekih drugih metoda koje su isprobane.
Prilično dobro gorivo
Problem stvaranja slobodnog vodika je prepreka koja ga sprječava da bude savršeno gorivo. Međutim, još uvijek je čistije pretvoriti prirodni plin (ili metanol, koji možemo proizvesti iz biljnog otpada) u vodik i ugljični dioksid nego spaliti plin u motoru s unutarnjim izgaranjem. A s povećanjem mogućnosti solarne proizvodnje, možemo koristiti i električnu energiju dobivenu suncem za proizvodnju vodika. Još uvijek trpimo ukupni termodinamički gubitak u pretvaranju sunčeve svjetlosti u električnu energiju u vodik električnu energiju, ali barem imamo puno sunca za korištenje, a ono ne stvara staklenički plin u postupak. Naravno, morate napraviti solarne ploče, a to dolazi sa svojim izazovima.
Iako nije savršen, vodik je još uvijek prilično dobro gorivo. To je sigurno bolje od spaljivanja rafinirane sirove nafte.
Postati dostupniji
Ako živite bilo gdje u Americi osim šireg Los Angelesa ili područja zaljeva San Francisco, sve je ovo još uvijek nekako akademsko za vas. Trenutačno je velika većina nacionalne infrastrukture za pogon vodikom u Kaliforniji, a tamo nema toliko postaja.
U sjevernoj Kaliforniji možete dobiti vodik iz šest postaja u Bay Area, jedne postaje u Sacramentu i jedne postaje u Truckeeju na putu za Reno. U južnoj Kaliforniji imate 16 stanica na području Los Angelesa, plus stanicu u Del Maru u blizini San Diega i jednu stanicu u Santa Barbari.
Postoji mnogo načina za dobivanje vodika, a neki su otkačeniji od drugih.
Međutim, vrijedno je napomenuti da je u Kaliforniji ove godine planirano otvaranje najmanje 20 novih postaja. Sve nove postaje nalaze se u područjima L.A.-a i Baya, pa iako se nove regije još ne otvaraju, vodik postaje praktičniji tamo gdje se već nalazi.
California Fuel Cell Partnership ima mapa vodikovih stanica. Možete provjeriti živite li i radite li dovoljno blizu stanice za vodik da vam ona odgovara. Ministarstvo energetike SAD-a također tvrdi državna karta na svojoj web stranici Alternative Fuels Data Center, ali jedine vodikove stanice navedene izvan Kalifornije su jedna u Massachusettsu, jedna u Connecticutu i jedna u Južnoj Karolini.
Zašto ćete u budućnosti vidjeti više automobila na vodik
Da biste doista razumjeli automobil s vodikovim pogonom, morate ga promatrati u širem kontekstu električnih vozila. Glavno pravilo alternativnih goriva je da ne postoji samo jedno rješenje koje će raditi u svakom slučaju. Baterijska električna vozila će vjerojatno trebati dugo vremena za punjenje u doglednoj budućnosti, a pristupačna električna vozila imat će ograničen domet. Hibridi, pa čak i plug-in hibridi, još uvijek koriste fosilna goriva na određenoj razini, ali možete ući u njih i voziti se na velike udaljenosti uz jednostavno punjenje gorivom. Snaga vodika premošćuje taj jaz, dajući vam vozilo s nultom emisijom štetnih plinova koje možete napuniti gorivom poput automobila s benzinskim pogonom, pod uvjetom da postoji stanica za vodik tamo gdje vam je potrebna. U tom kontekstu, postoji mjesto za automobile na vodik u našem svijetu.
Preporuke urednika
- Toyotina E-volution nastavlja se s 2021 Mirai i 2021 RAV4 Plugin
- Toyota koristi vodikove gorive ćelije za napajanje jedne od svojih japanskih tvornica
- Samovozeća Toyota ispratit će Olimpijski plamen 2020. u Tokiju
- Skai je višenamjenski leteći automobil koji pokreću vodikove gorive ćelije
- Toyotin polukamion 2. generacije s vodikovim gorivnim ćelijama u njemu za kratke relacije
