Gorivne ćelije u osobnim automobilima već isplative?

Sve do nedavno tehnologija gorivih ćelija bila je dostupna samo za nekomercijalne primjene. Koristio se, primjerice, u svemirskim letovima, a golemi troškovi proizvodnje 1 kW energije praktički su isključivali njegovu masovniju upotrebu. Međutim, izum, koji je dizajnirao William Grove, na kraju je pronašao široku primjenu. Pročitajte o vodikovim ćelijama i provjerite možete li si priuštiti automobil s takvim agregatom!

Što je gorivna ćelija?

To je skup od dvije elektrode (negativna anoda i pozitivna katoda) odvojene polimernom membranom. Ćelije moraju proizvoditi električnu energiju iz goriva koje im se dovodi. Važno je napomenuti da ih, za razliku od tradicionalnih baterijskih ćelija, ne treba unaprijed napajati električnom energijom, a sama goriva ćelija ne zahtijeva punjenje. Poanta je opskrbiti ga gorivom, koje se u uređajima o kojima se raspravlja sastoji od vodika i kisika.

Gorivne ćelije - dizajn sustava

Vozila na gorive ćelije zahtijevaju spremnike vodika. Od njih ovaj element ulazi u elektrode, gdje se stvara električna energija. Sustav je obično opremljen i centralnom jedinicom s pretvaračem. Pretvara istosmjernu struju u izmjeničnu, koja se može koristiti za napajanje elektromotora. On je srce automobila, crpeći snagu iz trenutnih jedinica.

Gorivne ćelije i princip rada

Da bi goriva ćelija proizvodila električnu energiju, potrebna je kemijska reakcija. U tu svrhu elektrodama se dovode molekule vodika i kisika iz atmosfere. Vodik koji se ispušta na anodu je uzrok stvaranja elektrona i protona. Kisik iz atmosfere ulazi u katodu i reagira s elektronima. Polupropusna polimerna membrana dovodi pozitivne protone vodika do katode. Tamo se spajaju s anionima oksida, što rezultira stvaranjem vode. S druge strane, elektroni prisutni na anodi prolaze kroz električni krug i proizvode električnu energiju.

Goriva ćelija - primjena

Izvan automobilske industrije, gorive ćelije imaju mnoge primjene. Može se koristiti kao izvor električne energije na mjestima bez slobodnog pristupa električnoj mreži. Osim toga, ćelije ovog tipa dobro rade u podmornicama ili svemirskim postajama gdje nema pristupa atmosferskom zraku. Osim toga, gorivne ćelije pokreću mobilne robote, kućanske aparate i sustave napajanja za hitne slučajeve.

Gorivne ćelije - prednosti i nedostaci tehnologije

Koje su prednosti gorive ćelije? Pruža čistu energiju bez negativnog utjecaja na okoliš. Reakcija proizvodi struju i vodu (obično u obliku pare). Osim toga, u izvanrednim situacijama, na primjer, tijekom eksplozije ili otvaranja spremnika, vodik zbog svoje male mase izlazi okomito i izgara u uskom stupu vatre. Gorivna ćelija se ističe i po učinkovitosti jer postiže rezultate u rasponu od 40-60%. To je razina nedostižna za komore za izgaranje, a podsjetimo da se ti parametri još uvijek mogu poboljšati.

Element vodik i njegovi nedostaci

Sada nekoliko riječi o nedostacima ovog rješenja. Vodik je najrasprostranjeniji element na zemlji, ali vrlo lako stvara spojeve s drugim elementima. Nije ga lako dobiti u čistom obliku i zahtijeva poseban tehnološki postupak. A ovaj je (barem za sada) jako skup. Kad je riječ o vodikovim gorivnim ćelijama, cijena, nažalost, nije ohrabrujuća. 1 kilometar možete voziti čak 5-6 puta više nego u slučaju elektromotora. Drugi problem je nedostatak infrastrukture za punjenje vodikom.

Vozila na gorive ćelije - primjeri

Kad smo već kod automobila, evo nekoliko modela koji uspješno pokreću gorive ćelije. Jedno od najpopularnijih vozila na gorive ćelije je Toyota Mirai. Ovo je stroj sa spremnicima kapaciteta više od 140 litara. Opremljen je dodatnim baterijama za pohranu energije tijekom ležerne vožnje. Proizvođač tvrdi da ovaj Toyotin model može prijeći 700 kilometara na jednoj benzinskoj postaji. Mirai ima snagu od 182 KS.

Ostala vozila na gorive ćelije potrebna za proizvodnju električne energije uključuju:

• Lexus LF-FC;
• Honda FCX Clarity;
• Nissan X-Trail FCV (vozilo na gorive ćelije);
• Toyota FCHV (hibridno vozilo na gorive ćelije);
• gorive ćelije Hyundai ix35;
• Električni autobus na gorive ćelije Ursus City Smile.

Ima li vodikova ćelija šanse dokazati se u automobilskoj industriji? Tehnologija za proizvodnju električne energije iz gorivih ćelija nije nova. Međutim, teško ga je popularizirati među osobnim automobilima bez jeftinog tehnološkog postupka za dobivanje čistog vodika. Čak i ako vozila s gorivnim ćelijama krenu u prodaju široj javnosti, još uvijek mogu zaostajati u pogledu isplativosti za prosječnog vozača. Stoga se tradicionalna električna vozila još uvijek čine najzanimljivijom opcijom.