Jazda v aute na vodíkový pohon má svoje pozitíva a negatíva. Pozitívom je, že získate zelené výhody elektromobilu bez obáv z dojazdu, pretože do auta môžete doplniť viac vodíka. Na druhej strane, vodíkové čerpacie stanice sú zriedkavé – aspoň v súčasnosti. Je tiež náročné získať vodík spôsobom, ktorý je ekologický a efektívny.
Okrem toho, ako pri každej novej technológii, existuje určité pochopiteľné váhanie byť medzi prvými ľuďmi urobiť skok a zaviazať sa na niekoľko rokov (aspoň) so zdrojom energie, ktorý môže alebo nemusí fungovať. Ale pokračujte v čítaní a my vám poskytneme dostatok podkladov, aby ste sa mohli rozhodnúť sami.
Súvisiace
- Toyota Mirai novej generácie potvrdila napriek pretrvávajúcim problémom s vodíkovou technológiou
- BMW opäť dráždi vodíkové autá konceptom X5 s palivovými článkami
- BMW môže byť konečne pripravené predávať autá na vodíkové palivové články verejnosti
Ako fungujú vodíkové palivové články
Vodíkový palivový článok je jednoduchý stroj. Jadrom technológie je membrána na výmenu protónov. Na jednej strane membrány máte čistý vodík a na druhej strane obyčajný vzduch. Bežný vzduch obsahuje asi 80 percent dusíka a 20 percent kyslíka plus stopové množstvá iných látok. Membrána na výmenu protónov je kritická, pretože atómy vodíka a kyslíka sú naozaj radi spolu. Konkrétne dva atómy vodíka a atóm kyslíka sa vždy chcú spojiť a vytvoriť molekulu vody. je to krásna vec. nesúďte.
Membrána umožní atómom vodíka prejsť ku kyslíku, ale iba ak sa atóm vodíka vzdá svojho elektrónu na ceste. Na steny palivového článku sme šikovne umiestnili nejaký vysoko vodivý kov, ako je platina, takže elektróny idú tam a bežia celú cestu okolo palivového článku, aby sa dostali späť k svojim atómom vodíka; táto akcia vytvára elektrický prúd, ktorý môžeme použiť. Keď sa kyslík a vodík opäť spoja a skompletizujú, máme molekulu vody a trochu elektriny na naše problémy. Ak vezmete do úvahy iba palivový článok, môžete získať energiu bez vytvárania akéhokoľvek znečistenia. Genius!
Vodíkový hlavolam
Prvým problémom tohto ružového scenára je, že vodík a kyslík sa navzájom milujú natoľko, že voľný vodík v našej atmosfére v skutočnosti neexistuje. Všetko sa premenilo na vodu, ktorá pokrýva väčšinu planéty. Takže predtým, ako získame túto energiu, musíme vyrobiť nejaký voľný vodík, ktorý vložíme do nášho vodíkového palivového článku.
Existuje mnoho spôsobov, ako získať vodík, a niektoré sú bláznivejšie ako iné. V 19th storočia ľudia hádzali železné piliny do sudov s kyselinou sírovou. Reakcia vytvorila plynný vodík, ktorý naviedli do balónov, aby sa dostali do vzduchu. Funguje to, ale vo veľkom meradle to naozaj nie je možné a pri každom použití tejto metódy sú to doslova sudy toxického odpadu. Nazvime to nezačiatočníckym.
Rovnako ako pri každej novej technológii existuje určité pochopiteľné váhanie byť medzi prvými, ktorí urobia skok
Môžete tiež použiť elektrinu na rozbitie molekúl vody pomocou elektrolýzy a získate čistý vodík a kyslík. To je skvelé, ale zákony termodynamiky diktujú, že z vodíka nikdy nedostanete späť toľko elektriny, koľko ste vložili do systému, aby ste rozbili molekuly vody. Na nabíjanie batérie by ste mali radšej použiť elektrinu. Navyše, veľká časť našej severoamerickej elektriny sa stále vyrába spaľovaním uhlia, ktoré rozhodne nie je zelené.
Tretí spôsob získania vodíka je rovnako problematický. Môžete reformovať zemný plyn, krakovať molekuly uhľovodíkov, aby sa uvoľnil vodík. To však znamená, že ste stále závislí od fosílnych palív a keď pre svoju zelenú energiu využijete vodík, produkujete aj oxid uhličitý, čo je skleníkový plyn. Irónia stačí na to, aby poháňala celé mesto hipsterov.
Predtým, ako sa priblížime k tvorbe vodíka, prebieha výskum fotosyntézy prvku pomocou rias. Uvidí sa, či to bude fungovať vo veľkom meradle, ale je to lepšie ako niektoré iné metódy, ktoré boli vyskúšané.
Celkom dobré palivo
Problém tvorby uvoľneného vodíka je háčik, ktorý mu bráni byť dokonalým palivom. Stále je však čistejšie premeniť zemný plyn (alebo metanol, ktorý môžeme vyrobiť z rastlinného odpadu) na vodík a oxid uhličitý, ako spaľovať plyn v spaľovacom motore. A so zvyšujúcou sa schopnosťou solárnej výroby môžeme využívať elektrinu vyrobenú slnkom aj na výrobu vodíka. Stále trpíme celkovou termodynamickou stratou pri premene slnečného žiarenia na elektrinu na vodík elektrinu, ale aspoň máme veľa slnečného svitu, ktorý môžeme využiť a nevytvára skleníkový plyn proces. Samozrejme, musíte vyrobiť solárne panely a to má svoje vlastné výzvy.
Takže aj keď to nie je dokonalé, vodík je stále celkom dobré palivo. Je to určite lepšie ako spaľovanie rafinovanej ropy.
Stáva sa dostupnejším
Ak žijete kdekoľvek v Amerike okrem väčšieho Los Angeles alebo oblasti San Francisco Bay Area, je to pre vás stále niečo akademické. Práve teraz je veľká väčšina národnej infraštruktúry na zásobovanie vodíkom v Kalifornii a nie je tam toľko staníc.
V severnej Kalifornii môžete získať vodík zo šiestich staníc v oblasti Bay Area, jednej stanice v Sacramente a jedinej stanice v Truckee na ceste do Rena. V južnej Kalifornii máte 16 staníc v oblasti Los Angeles, plus stanicu v Del Mar neďaleko San Diega a jednu stanicu v Santa Barbare.
Existuje mnoho spôsobov, ako získať vodík, a niektoré sú bláznivejšie ako iné.
Je však potrebné poznamenať, že tento rok je v Kalifornii naplánovaných otvorenie najmenej 20 nových staníc. Všetky nové stanice sú v oblastiach L.A. a Bay, takže zatiaľ čo nové regióny sa ešte neotvárajú, vodík sa stáva pohodlnejším tam, kde sa už nachádza.
California Fuel Cell Partnership má a mapa vodíkových staníc. Môžete skontrolovať a zistiť, či žijete a pracujete dostatočne blízko vodíkovej stanice, aby to fungovalo pre vás. Americké ministerstvo energetiky tiež tvrdí celoštátnu mapu na svojej webovej stránke Alternative Fuels Data Center, ale jediné vodíkové stanice uvedené mimo Kalifornie sú jedna v Massachusetts, jedna v Connecticute a jedna v Južnej Karolíne.
Prečo v budúcnosti uvidíte viac vodíkových áut
Aby ste skutočne pochopili auto na vodíkový pohon, musíte sa naň pozrieť v širšom kontexte elektrických vozidiel. Základným pravidlom alternatívnych palív je, že neexistuje jediné riešenie, ktoré bude fungovať v každom prípade. Batériové elektrické vozidlá budú pravdepodobne v dohľadnej budúcnosti trvať dlho, kým sa dobijú, a cenovo dostupné elektrické vozidlá budú mať obmedzený dojazd. Hybridy a dokonca aj plug-in hybridy stále na určitej úrovni využívajú fosílne palivá, ale môžete sa do nich dostať a jazdiť na dlhé vzdialenosti s jednoduchým tankovaním. Vodíková energia premosťuje túto medzeru a dáva vám vozidlo s nulovými emisiami, ktoré môžete tankovať ako auto poháňané benzínom za predpokladu, že tam, kde to potrebujete, je vodíková stanica. V tomto kontexte je v našom svete miesto pre autá na vodíkový pohon.
Odporúčania redaktorov
- E-volution spoločnosti Toyota pokračuje s doplnkom Mirai 2021 a doplnkom RAV4 2021
- Toyota využíva vodíkové palivové články na pohon jednej zo svojich japonských tovární
- Samoriadiaca Toyota bude sprevádzať olympijský oheň v roku 2020 v Tokiu
- Skai je viacúčelové lietajúce auto poháňané vodíkovými palivovými článkami
- V ňom je na krátku vzdialenosť náves druhej generácie Toyoty na vodíkové palivové články
