A hidrogénüzemű autóvezetésnek vannak hullámvölgyei. Pozitívum, hogy az elektromos autók zöld előnyeit élvezheti a hatótávra való szorongás nélkül, mivel több hidrogént tölthet fel az autóba. A mínusz oldalon a hidrogén-töltőállomások ritkák – legalábbis jelenleg. Kihívást jelent az is, hogy a hidrogént egyszerre zöld és hatékony módon állítsuk elő.
Továbbá, mint minden új technológia esetében, itt is érthető habozás, hogy az elsők között legyen megtenni az ugrást, és elkötelezni magát több évre (legalább) egy olyan áramforrás mellett, amely lehet, hogy nem működik. De olvass tovább, és elegendő hátteret adunk, hogy önállóan dönthessen.
Összefüggő
- A következő generációs Toyota Mirai a hidrogéntechnológiával kapcsolatos problémák ellenére is megerősítette
- A BMW ismét ugratja a hidrogénes autókat az üzemanyagcellás X5 koncepcióval
- A BMW végre készen állhat arra, hogy hidrogén üzemanyagcellás autókat adjon el a nyilvánosság számára
Hogyan működnek a hidrogén üzemanyagcellák
A hidrogén üzemanyagcella egy egyszerű gép. A technológia magja egy protoncserélő membrán. A membrán egyik oldalán tiszta hidrogén van, a másik oldalon pedig közönséges levegő. A közönséges levegő körülbelül 80 százaléka nitrogén és 20 százalék oxigén, plusz nyomokban egyéb anyagok. A protoncserélő membrán kritikus fontosságú, mert a hidrogén- és oxigénatomok nagyon szeretnek együtt lenni. Pontosabban, két hidrogénatom és egy oxigénatom mindig össze akar jönni, és egy vízmolekulát akar létrehozni. Ez egy gyönyörű dolog. Ne ítélkezz.
A membrán átengedi a hidrogénatomokat az oxigénhez, de csak akkor, ha a hidrogénatom útközben feladja elektronját. Ügyesen valamilyen nagy vezetőképességű fémet, például platinát helyezünk az üzemanyagcella falára, így az elektronok odamennek, és végigfutják az üzemanyagcellát, hogy visszajussanak a hidrogénatomokhoz; az a művelet elektromos áramot hoz létre, amelyet felhasználhatunk. Amikor az oxigén és a hidrogén összekapcsolódik, és újra teljessé válik, kapunk egy vízmolekulát és egy kis elektromosságot a bajunkra. Ha csak az üzemanyagcellát vesszük figyelembe, akkor szennyezés nélkül nyerhetünk energiát. Zseni!
A hidrogén rejtvény
Az első probléma ezzel a rózsás forgatókönyvvel az, hogy a hidrogén és az oxigén annyira szeretik egymást, hogy a szabad hidrogén nem igazán létezik a légkörünkben. Mindezt vízzé változtatták, amely a bolygó nagy részét borítja. Tehát mielőtt megszereznénk ezt az energiát, elő kell készítenünk egy kis laza hidrogént, amelyet a hidrogén üzemanyagcellánkba tölthetünk.
Sokféle módon lehet hidrogént szerezni, és egyesek furcsábbak, mint mások. A 19-benth században az emberek vasreszeléket ejtettek a kénsavas hordókba. A reakció során hidrogéngáz keletkezett, amelyet léggömbökbe vezettek, hogy felszálljanak a levegőbe. Működik, de valójában nem kivitelezhető nagy léptékben, és szó szerint hordó mérgező hulladék van benne minden alkalommal, amikor ezt a módszert használja. Nevezzük ezt nem kezdőnek.
Mint minden új technológia esetében, itt is érthető a habozás, hogy az elsők között legyünk, akik megteszik az ugrást
Elektromosságot is felhasználhat a vízmolekulák elektrolízissel történő szétbontására, így tiszta hidrogént és oxigént kap. Ez nagyszerű, de a termodinamika törvényei azt diktálják, hogy soha nem fogsz annyi áramot kivenni a hidrogénből, mint amennyit a rendszerbe helyezel a vízmolekulák feldarabolására. Jobb, ha az áramot használja az akkumulátor töltésére. Ráadásul az észak-amerikai villamos energiánk nagy részét még mindig szén elégetésével állítják elő, ami határozottan nem zöld.
A hidrogén előállításának harmadik módja ugyanilyen problémás. Megreformálhatja a földgázt, feltörve a szénhidrogén-molekulákat, hogy felszabaduljon a hidrogén. Ez azonban azt jelenti, hogy továbbra is a fosszilis tüzelőanyagoktól függ, és amikor a hidrogént kiváltja a zöld energiáért, akkor szén-dioxidot is termel, amely üvegházhatású gáz. Az irónia elég ahhoz, hogy a hipszterek egész városát hatalmába kerítse.
Mielőtt lezárnánk a hidrogéntermelést, kutatások folynak az elem algák segítségével történő fotoszintéziséről. Majd kiderül, hogy ez nagy léptékben működik-e, de jobb, mint néhány más kipróbált módszer.
Elég jó üzemanyag
A laza hidrogén előállításának problémája az a gubanc, amely megakadályozza, hogy tökéletes üzemanyag legyen. Azonban még mindig tisztább a földgázt (vagy a metanolt, amelyet növényi hulladékból készíthetünk) hidrogénné és szén-dioxiddá alakítani, mint a gázt egy belső égésű motorban elégetni. A napenergia-termelő képesség növekedésével pedig a nap által termelt villamos energiát is felhasználhatjuk hidrogén előállítására. Még mindig elszenvedjük az általános termodinamikai veszteséget, amikor a napfényt elektromos árammá alakítjuk hidrogénné áramot, de legalább sok napsütést használhatunk, és nem termel üvegházhatású gázt a folyamat. Természetesen neked kell elkészíteni a napelemeket, és ez megvan a maga kihívása.
Tehát bár nem tökéletes, a hidrogén még mindig nagyon jó üzemanyag. Az biztos, hogy jobb, mint a finomított kőolaj elégetése.
Elérhetőbbé válik
Ha bárhol élsz Amerikában, kivéve a nagyobb Los Angeles-t vagy a San Francisco-öböl környékét, ez még mindig akadémikus az Ön számára. Jelenleg az ország hidrogéntüzelő infrastruktúrájának túlnyomó többsége Kaliforniában található, és nincs olyan sok állomás.
Észak-Kaliforniában hat állomásról szerezheti be a hidrogént az öböl körzetében, egy Sacramentói állomáson, és egy magányos Truckee állomáson Reno felé vezető úton. Dél-Kaliforniában 16 állomása van Los Angeles környékén, valamint egy állomás a San Diego melletti Del Marban és egy Santa Barbarában.
Sokféle módon lehet hidrogént szerezni, és egyesek furcsábbak, mint mások.
Érdemes azonban megjegyezni, hogy az idén legalább 20 új állomást terveznek megnyitni Kaliforniában. Az új állomások mind Los Angelesben és Bay térségében találhatók, így bár új régiók még nem nyílnak meg, a hidrogén egyre kényelmesebb ott, ahol már található.
A California Fuel Cell Partnership rendelkezik a hidrogénállomások térképe. Ellenőrizheti, hogy elég közel lakik-e és dolgozik-e egy hidrogénállomáshoz ahhoz, hogy az Ön számára működjön. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma is fenntartja országos térképet az Alternative Fuels Data Center webhelyén, de Kalifornián kívül csak egy Massachusettsben, egy Connecticutban és egy Dél-Karolinában található hidrogénállomás.
Miért fog több hidrogénüzemű autót látni a jövőben?
Ahhoz, hogy igazán megértsük a hidrogénüzemű autót, az elektromos járművek tágabb kontextusában kell vizsgálni. Az alternatív üzemanyagok sarkalatos szabálya, hogy nincs egyetlen olyan megoldás, amely minden esetben működne. Az akkumulátoros elektromos járművek feltöltése a belátható jövőben valószínűleg hosszú ideig tart, és a megfizethető elektromos járművek hatótávolsága korlátozott lesz. A hibridek, sőt a konnektorról tölthető hibridek is valamilyen szinten még mindig fosszilis tüzelőanyagot használnak, de könnyű tankolással be lehet szállni beléjük, és nagy távolságokat megtehetni. A hidrogénerőmű áthidalja ezt a szakadékot, és egy zéró károsanyag-kibocsátású járművet biztosít, amelyet úgy tankolhat, mint egy benzinüzemű autót, feltéve, hogy van egy hidrogénállomás, ahol szüksége van rá. Ebben az összefüggésben világunkban megvan a helye a hidrogénüzemű autóknak.
Szerkesztői ajánlások
- A Toyota E-volution a 2021-es Mirai-val és a 2021-es RAV4 bővítménnyel folytatódik
- A Toyota hidrogén üzemanyagcellákat használ egyik japán gyárának energiaellátására
- Önvezető Toyota kíséri a 2020-as olimpiai lángot Tokióban
- A Skai egy többcélú repülő autó, amelyet hidrogén üzemanyagcellás hajt
- A Toyota 2. generációs hidrogén üzemanyagcellás félteherautója van benne rövid távra
