Samochody na wodór nie mają na razie mocnej pozycji na rynku. Niewielu producentów decyduje się całkowicie skupić na rozwijaniu tej technologii. Wciąż pracuje się głównie nad silnikami elektrycznymi i mniej zanieczyszczającym środowisko działaniem motorów spalinowych lub hybrydowych. Pomimo dużej konkurencji, samochody na wodór budzą ciekawość. Co warto o nich wiedzieć?
W jaki sposób działa zasilanie wodorem?
Największą zaletą pojazdów, które tankuje się wodorem, jest to, że są bezpieczne dla środowiska. Warto tutaj zaznaczyć, że aby można było je tak określać, konieczne jest respektowanie zasad ochrony środowiska również w trakcie procesu produkcyjnego.
Samochody napędzane wodorem działają w ten sposób, że generują energię elektryczną niezbędną do poruszania się pojazdem. To możliwe za sprawą zainstalowanych ogniw paliwowych ze zbiornikiem wodoru, generujących energię elektryczną. Elektryczny akumulator pełni rolę buforu. Jego obecność w całym układzie silnika pojazdu jest niezbędna, na przykład w trakcie przyspieszania. Może również pochłaniać i przechowywać energię kinetyczną podczas hamowania.
Proces zachodzący w silniku wodorowym
Warto dowiedzieć się również, co konkretnie dzieje się w samym silniku wodorowym pojazdu. W ogniwie paliwowym jest produkowana energia elektryczna z wodoru. Dzieje się to za sprawą odwróconej elektrolizy. Sama reakcja polega na tym, że wodór i tlen atmosferyczny oddziaływują na siebie, tworząc wodę. W ten sposób wytwarza się ciepło i energia elektryczna, które napędzają silnik elektryczny.
Ogniwa paliwowe w samochodach na wodór
W autach napędzanych wodorem stosuje się ogniwa paliwowe PEM. To polimerowa membrana elektrolityczna, która oddziela wodór i tlen otaczające anodę i katodę. Membrana jest przepuszczalna wyłącznie dla jonów wodorowych. Jednocześnie, cząsteczki wodoru rozdzielają się na jony i elektrony na anodzie. Następnie jony wodoru przedostają się przez PEM do katody, a tam łączą się ze znajdującym się w powietrzu tlenem. Tym samym tworzą wodę.
Z kolei elektrony wodoru nie mogą przedostać się przez PEM. Dlatego przechodzą przez przewód łączący anodę i katodę. W taki sposób generowany jest prąd elektryczny, który ładuje akumulator trakcyjny i napędza silnik elektryczny samochodu.
Czym jest wodór?
Uważa się go za najprostszy, najstarszy i jednocześnie najpowszechniej występujący pierwiastek w całym wszechświecie. Wodór nie ma konkretnej barwy ani zapachu. W normalnych warunkach ma postać gazu i jest lżejszy od powietrza. Występuje w przyrodzie wyłącznie w postaci związanej, na przykład w wodzie.
Wodór jako paliwo – z czego się je pozyskuje?
Pierwiastek H2 otrzymuje się w procesie elektrolizy. Niezbędny jest do tego prąd stały i elektrolit. Dzięki nim woda jest rozkładana na pojedyncze składniki – wodór i tlen. Sam tlen jest wytwarzany w anodzie, a wodór w katodzie. H2 jest często produktem ubocznym w procesach chemicznych, syntezie gazu ziemnego, czy przeróbce ropy naftowej. Znaczna mniejszość zapotrzebowania na wodór jest zaspokajana za sprawą źródeł energii odnawialnej.
Wodór ze źródeł odnawialnych – które surowce zaliczają się do tej grupy?
Warto doprecyzować, jakie konkretnie materiały można nazwać surowcami odnawialnymi. Żeby auta napędzane wodorem i ogniwami paliwowymi były ekologiczne, paliwo powinno być pozyskiwane ze źródeł takich, jak:
- fotowoltaika;
- energia wiatrowa;
- energia wodna;
- energia słoneczna;
- energia geotermalna;
- biomasa.
Samochody na wodór – Toyota Mirai
Toyota Mirai z 2022 roku, ale także z roku 2021 to jeden z najczęściej wybieranych przez klientów modeli. Mirai ma zasięg do 555 km i silnik elektryczny o mocy 134 kW znajdujący się z tyłu pojazdu. Energia jest wytwarzana za sprawą pokładowych ogniw paliwowych, które znajdują się pod przednią maską samochodu. Wodór jest wykorzystywany jako energia pierwotna i znajduje się w zbiornikach w tzw. tunelu Cardana pod tylnymi siedzeniami. Zbiorniki mogą pomieścić 5,6 kg wodoru pod ciśnieniem 700 barów. Design Toyoty Mirai to również zaleta – projekt auta nie jest futurystyczny, a klasyczny.
Mirai przyspiesza do 100 km/h w ciągu 9,2 s, a jego prędkość maksymalna wynosi 175 km/h. Toyota Mirai dostarcza moc na stałym poziomie i bardzo dobrze reaguje na ruchy kierowcy – zarówno przyspieszenie, jak i hamowanie.
BMW X5 na wodór – auto, na które warto zwrócić uwagę
W gamie aut napędzanych wodorem nie brakuje również SUV-ów. Jednym z nich jest BMW X5 Hydrogen. Model nie odbiega swoim designem od spalinowych odpowiedników z tej samej serii. Różnić mogą się jedynie panele świetlne, czy projekt felg, jednak nie są to uderzające rozbieżności. W produkcie bawarskiej marki zamontowano dwa zbiorniki, które są w stanie przechować do 6 kg gazu, a także ogniwa paliwowe wytwarzające do 170 KM mocy. Co ciekawe, BMW połączyło siły z Toyotą. Model X5 napędzany wodorem został opracowany na według tej samej technologii, co pojazdy azjatyckiego producenta – Hydrogen NEXT.
Czy pojazdy napędzane wodorem są rzeczywiście ekologiczne?
Jako główną zaletę samochodów wodorowych wskazuje się to, że są ekologiczne. Jednak, czy rzeczywiście tak jest? W głównej mierze zależy to od sposobu, w jaki jest wytwarzany wodór. W momencie, kiedy głównym sposobem pozyskiwania paliwa jest produkcja z użyciem gazu ziemnego, to energia elektryczna, która sama w sobie jest ekologiczna i bezemisyjna, nie redukuje całego zanieczyszczenia powstałego w procesie produkcji wodoru. Nawet w obliczu długotrwałego użytkowania pojazdu. Samochód wodorowy można nazwać w pełni ekologicznym, jeżeli energia niezbędna do korzystania z pojazdu w całości pochodzi ze źródeł odnawialnych. W takim przypadku pojazd jest całkowicie bezpieczny dla środowiska.
Samochody na wodór – podsumowanie
Samochody elektryczne mają coraz większy zasięg, a także zapewniają dużą przyjemność z jazdy. Problemem może jednak okazać się tankowanie aut elektrycznych. Pojazdy z tym napędem sprawdzą się w pobliżu dużych miast, na przykład Warszawy. Stacje tankowania wodoru w Polsce wciąż są nieliczne, jednak ma to się zmienić do 2030 roku, kiedy liczba stacji zwiększy się do ponad 100, jak zapowiada koncern Orlen.
Subskrybuj
