Automobili na vodik budućnost su automobilske industrije. Kako rade automobili na vodik kao što su Toyota Mirai i BMW X5?

Automobili na vodik još ne zauzimaju jaku poziciju na tržištu. Malo se proizvođača odlučuje u potpunosti usredotočiti na razvoj ove tehnologije. I dalje se uglavnom radi na električnim motorima i motorima s unutarnjim izgaranjem koji manje zagađuju okoliš ili hibridnim motorima. Unatoč velikoj konkurenciji, automobili na vodik su kuriozitet. Što je vrijedno znati o njima?

Kako radi energija vodika?

Najveća prednost vozila s pogonom na vodik je njihova ekološka prihvatljivost. Ovdje vrijedi napomenuti da je za njihovo definiranje na ovaj način potrebno poštivanje načela zaštite okoliša iu procesu proizvodnje. 

Automobili na vodik rade na način da stvaraju električnu energiju potrebnu za kretanje vozila. To je moguće zahvaljujući ugrađenim gorivnim ćelijama sa spremnikom vodika koji stvara električnu energiju. Električna baterija djeluje kao međuspremnik. Njegova prisutnost u cijelom sustavu motora vozila neophodna je, primjerice, tijekom ubrzavanja. Također može apsorbirati i pohraniti kinetičku energiju tijekom kočenja. 

Proces koji se odvija u motoru na vodik 

Također vrijedi saznati što se točno događa u vodikovom motoru samog vozila. Gorivna ćelija proizvodi električnu energiju iz vodika. To je zbog reverzne elektrolize. Sama reakcija je da vodik i kisik u zraku međusobno djeluju i formiraju vodu. To stvara toplinu i električnu energiju za pogon elektromotora.

Gorivne ćelije u automobilima na vodik

PEM gorive ćelije koriste se u vozilima s pogonom na vodik. To je polimerna elektrolitička membrana koja odvaja vodik i kisik koji okružuju anodu i katodu. Membrana je propusna samo za ione vodika. Istodobno se na anodi molekule vodika razdvajaju na ione i elektrone. Vodikovi ioni zatim prolaze kroz EMF do katode, gdje se spajaju s atmosferskim kisikom. Tako stvaraju vodu.

S druge strane, vodikovi elektroni ne mogu proći kroz EMF. Zbog toga prolaze kroz žicu koja povezuje anodu i katodu. Na taj način nastaje električna energija koja puni vučnu bateriju i pokreće elektromotor automobila.

Što je vodik?

Smatra se najjednostavnijim, najstarijim i ujedno najčešćim elementom u cijelom svemiru. Vodik nema specifičnu boju niti miris. Obično je plinovit i lakši od zraka. U prirodi se javlja samo u vezanom obliku, npr. u vodi.

Vodik kao gorivo - odakle se dobiva?

Element H2 dobiva se u procesu elektrolize. To zahtijeva istosmjernu struju i elektrolit. Zahvaljujući njima, voda se dijeli na zasebne komponente - vodik i kisik. Sam kisik nastaje na anodi, a vodik na katodi. H2 je često nusprodukt kemijskih procesa, sinteze prirodnog plina ili rafiniranja sirove nafte. Značajan dio potražnje za vodikom zadovoljavaju obnovljivi izvori energije.

Vodik iz obnovljivih izvora - koje sirovine spadaju u ovu skupinu?

Vrijedno je razjasniti koji se specifični materijali mogu nazvati obnovljivim sirovinama. Da bi vozila na vodik i gorivne ćelije bila održiva, gorivo mora dolaziti iz izvora kao što su:

• fotonaponski;
• energija vjetra;
• energija vode;
• solarna energija;
• geotermalna energija;
• biomasa.

Automobili na vodik – Toyota Mirai

Toyota Mirai iz 2022. godine, kao i iz 2021. godine, jedan je od najčešće biranih modela od strane kupaca. Mirai ima domet do 555 km i električni motor od 134 kW koji se nalazi u stražnjem dijelu automobila. Energiju proizvode gorive ćelije koje se nalaze ispod prednjeg poklopca vozila. Vodik se koristi kao primarna energija i skladišti u spremnicima u takozvanom kardanskom tunelu ispod stražnjih sjedala. Spremnici drže 5,6 kg vodika pri 700 bara. Dizajn Toyote Mirai također je prednost - dizajn automobila nije futuristički, već klasičan.

Mirai do 100 km/h ubrzava za 9,2 sekunde i ima najveću brzinu od 175 km/h.. Toyota Mirai isporučuje stalnu snagu i vrlo dobro reagira na vozačeve pokrete – i ubrzavanje i kočenje.

Vodik BMW X5 - automobil vrijedan pažnje

Ponuda vozila s pogonom na vodik također uključuje SUV-ove. Jedan od njih je BMW X5 Hydrogen. Model se u svom dizajnu ne razlikuje od svojih kolega iz peći iz iste serije. Mogu se razlikovati samo svjetlosne ploče ili dizajn naplataka, no to nisu upadljive nedosljednosti. Proizvod bavarske marke ima dva spremnika koji mogu pohraniti do 6 kg plina, kao i gorive ćelije kapaciteta do 170 KS. Zanimljivo, BMW je udružio snage s Toyotom. Model X5 s pogonom na vodik razvijen je istom tehnologijom kao i automobili azijskog proizvođača Hydrogen NEXT. 

Jesu li automobili na vodik stvarno zeleni?

Glavna prednost automobila na vodik je njihova ekološka prihvatljivost. Međutim, hoće li to doista biti tako, uvelike ovisi o načinu proizvodnje vodika. U vrijeme kada je glavni način dobivanja goriva proizvodnja pomoću prirodnog plina, električna energija, koja je sama po sebi ekološka i bez emisija, ne smanjuje sva onečišćenja koja nastaju pri proizvodnji vodika. Čak i nakon dužeg korištenja automobila. Automobil na vodik može se nazvati potpuno zelenim ako energija potrebna za njegovo pokretanje u potpunosti dolazi iz obnovljivih izvora. Istovremeno, vozilo je potpuno sigurno za okoliš. 

Automobili na vodik - sažetak

Električna vozila imaju sve veći domet i vrlo su zabavna za vožnju. Međutim, punjenje goriva u električna vozila može biti izazov. Automobili s takvim pogonom izvrsno će se pokazati u blizini velikih gradova, poput Varšave.Punionica vodika u našoj zemlji još uvijek ima malo, no to bi se trebalo promijeniti do 2030. godine, kada će broj postaja porasti na više od 100, navode iz Orlena.