Att köra en vätgasdriven bil har vissa upp- och nedgångar. På plussidan får du de gröna fördelarna med en elbil utan räckviddsångest, eftersom du kan fylla på bilen med mer vätgas. På minussidan är vätgastankstationer sällsynta – åtminstone för tillfället. Det är också utmanande att få väte på ett sätt som är både grönt och effektivt.
Vidare, som med all ny teknik, finns det en förståelig tvekan att vara bland de första personerna att ta steget och satsa på flera år (minst) med en strömkälla som kanske fungerar eller inte. Men fortsätt läsa så ger vi dig tillräckligt med bakgrund så att du kan fatta ditt eget beslut.
Relaterad
- Nästa generations Toyota Mirai bekräftade trots fortsatta problem med vätgasteknik
- BMW retar vätgasbilar igen med bränslecell X5-konceptet
- BMW kan äntligen vara redo att sälja vätgasbränslecellsbilar till allmänheten
Hur vätebränsleceller fungerar
En vätebränslecell är en enkel maskin. Kärnan i tekniken är ett protonbytesmembran. På ena sidan av membranet har du rent väte, och på andra sidan har du vanlig luft. Vanlig luft består av cirka 80 procent kväve och 20 procent syre, plus spårmängder av annat. Protonbytesmembranet är kritiskt, eftersom väte- och syreatomer verkligen gillar att vara tillsammans. Närmare bestämt vill två väteatomer och en syreatom alltid gå ihop och skapa en vattenmolekyl. Det är en vacker sak. Döm inte.
Membranet kommer att tillåta väteatomer att passera genom till syret, men bara om väteatomen ger upp sin elektron på vägen. Vi sätter skickligt någon starkt ledande metall som platina på bränslecellens väggar, så elektronerna går dit och springer hela vägen runt bränslecellen för att komma tillbaka till sina väteatomer; den handlingen skapar elektrisk ström som vi kan använda. När syret och vätet är sammankopplade och kompletta igen, har vi en vattenmolekyl och lite elektricitet för våra problem. Om du bara tänker på bränslecellen kan du få energi utan att skapa några föroreningar. Geni!
Vätegåtan
Det första problemet med det rosa scenariot är att väte och syre älskar varandra så mycket att fritt väte egentligen inte finns i vår atmosfär. Allt har förvandlats till vattnet som täcker större delen av planeten. Så innan vi kan få den energin måste vi göra lite löst väte att stoppa in i vår vätebränslecell.
Det finns många sätt att få väte, och vissa är galnare än andra. I den 19th århundradet brukade folk släppa järnspån i tunnor med svavelsyra. Reaktionen producerade vätgas, som de ledde till ballonger för att gå upp i luften. Det fungerar, men det är verkligen inte genomförbart i stor skala, och det finns bokstavligen fat med giftigt avfall inblandade varje gång du använder den här metoden. Låt oss kalla det en icke-startare.
Som med all ny teknik finns det en förståelig tvekan att vara bland de första som tar steget
Du kan också använda el för att bryta isär vattenmolekyler med hjälp av elektrolys, och du får rent väte och syre. Det är bra, men termodynamikens lagar dikterar att du aldrig kommer att få tillbaka så mycket elektricitet ur vätet som du stoppar in i systemet för att bryta upp vattenmolekylerna. Det är bättre att använda elen för att ladda ett batteri. Dessutom tillverkas mycket av vår nordamerikanska el fortfarande genom att elda kol, som definitivt inte är grönt.
Det tredje sättet att få väte är lika problematiskt. Du kan reformera naturgas, knäcka kolvätemolekylerna för att bryta loss vätet. Men det betyder att du fortfarande är beroende av fossilt bränsle, och när du bryter ut vätgasen för din gröna kraft producerar du också koldioxid, som är en växthusgas. Ironin räcker för att driva en hel stad av hipsters.
Innan vi avslutar vätegenereringen forskas det på fotosyntes av grundämnet med hjälp av alger. Det återstår att se om det kommer att fungera i stor skala, men det är bättre än några av de andra metoderna som har prövats.
Ett ganska bra bränsle
Problemet med att skapa löst väte är haken som hindrar det från att vara ett perfekt bränsle. Men det är fortfarande renare att omvandla naturgas (eller metanol, som vi kan göra från växtavfall) till väte och koldioxid än att bränna gasen i en förbränningsmotor. Och med ökad solelproduktionskapacitet kan vi också använda solgjord elektricitet för att tillverka väte. Vi lider fortfarande av den totala termodynamiska förlusten i att omvandla solsken till elektricitet till väte elektricitet, men vi har åtminstone mycket solsken att använda, och det skapar ingen växthusgas i bearbeta. Naturligtvis måste du göra solpanelerna, och det kommer med sina egna utmaningar.
Så även om det inte är perfekt, är väte fortfarande ett ganska bra bränsle. Det är absolut bättre än att bränna raffinerad råolja.
Blir mer tillgänglig
Om du bor någon annanstans i Amerika än större Los Angeles eller San Francisco Bay Area, är detta fortfarande ett slags akademiskt för dig. Just nu finns den stora majoriteten av landets infrastruktur för vätgasbränsle i Kalifornien, och det finns inte så många stationer.
I norra Kalifornien kan du få väte från sex stationer i Bay Area, en station i Sacramento och en ensam station i Truckee på väg till Reno. I södra Kalifornien har du 16 stationer i Los Angeles-området, plus en station i Del Mar nära San Diego och en enda station i Santa Barbara.
Det finns många sätt att få väte, och vissa är galnare än andra.
Det är dock värt att notera att det finns minst 20 nya stationer planerade att öppna i Kalifornien i år. De nya stationerna finns alla i L.A. och Bay-områdena, så även om nya regioner ännu inte öppnar upp, blir vätgas mer bekvämt där det redan finns.
California Fuel Cell Partnership har en karta över vätgasstationer. Du kan kontrollera och se om du bor och arbetar tillräckligt nära en vätgasstation för att få det att fungera för dig. Det amerikanska energidepartementet vidhåller också en rikstäckande karta på sin webbplats för Alternative Fuels Data Center, men de enda vätgasstationerna som listas utanför Kalifornien är en i Massachusetts, en i Connecticut och en i South Carolina.
Varför du kommer att se fler vätgasbilar i framtiden
För att verkligen förstå den vätgasdrivna bilen måste man se den i det större sammanhanget med elfordon. En huvudregel för alternativa bränslen är att det inte finns en enda lösning som fungerar i alla fall. Batteridrivna elfordon kommer sannolikt att ta lång tid att ladda under överskådlig framtid, och prisvärd el kommer att ha begränsad räckvidd. Hybrider och även laddhybrider använder fortfarande fossila bränslen på någon nivå, men du kan ta dig in i dem och köra långa sträckor med enkel tankning. Vätgaskraft överbryggar det gapet och ger dig ett fordon med nollutsläpp som du kan tanka som en bensindriven bil, förutsatt att det finns en vätgasstation där du behöver det. Inom det sammanhanget finns det en plats för vätgasdrivna bilar i vår värld.
Redaktörens rekommendationer
- Toyotas E-volution fortsätter med 2021 Mirai och 2021 RAV4 Plugin
- Toyota använder vätebränsleceller för att driva en av sina japanska fabriker
- En självkörande Toyota kommer att eskortera den olympiska lågan 2020 i Tokyo
- Skai är en mångsidig flygbil som drivs av vätebränsleceller
- Toyotas andra generationens vätebränslecells-semilastbil i den för korta avstånd
