Postoje dvije glavne vrste vozila na vodik – izgaranje vodika i vodikova goriva ćelija. Oba nude nulte emisije i brzo punjenje gorivom. Iako smo se navikli čitati o hibridnim automobilima, plug-in hibridnim automobilima i odnedavno električnim automobilima, postoji još jedna opcija za smanjenje ili eliminaciju emisija stakleničkih plinova: vodik. Najzastupljeniji element na zemlji, vodik, kada se koristi kao gorivo, proizvodi samo vodu iz ispušne cijevi vozila. Naravno, samo zato što vodik proizvodi samo vodu iz ispušne cijevi ne čini ga potpuno čistim. Otprilike 33 posto ukupne proizvodnje energije vodika u SAD-u još uvijek koristi ugljen. Međutim, alternativne i održivije tehnike obrade vodika mogu biti preskupe. Proizvođači automobila na vodik su to razmotrili i mnogi nude besplatno gorivo za prve godine vlasništva.
Postoje dvije glavne vrste vozila na vodik – izgaranje vodika i vodikova goriva ćelija – ali oba se oslanjaju na vodik pohranjen pod pritiskom u ugrađenom spremniku, koji se može napuniti u sličnom vremenu kao i benzin. Brzo punjenje goriva jedna je od glavnih prednosti automobila na vodik.
Skladištenje pod pritiskom
Iako je vodik značajno energetski gustiji od baterija iste težine, energetski je manje gust od benzina ili dizela – što znači da jednaka količina plinovitog vodika sadrži manje energije. Stoga, kako bi se osigurao pristojan domet vožnje, vodik se skladišti u komprimiranom obliku. Doista, tlak pod kojim se skladišti vodik može doseći 10 000 psi ili više – otprilike 300 puta više od tlaka prosječne automobilske gume.
Skladištenje pod visokim tlakom znači da automobilski spremnik vodikovog goriva mora biti vrlo čvrst – ne samo da izdrži ogroman unutarnji pritisak, već i da ostane siguran u slučaju sudara. Vodik je vrlo zapaljiv, što može podsjetiti na vizije eksplodirajućih Zeppelina – ali proizvođači automobila dizajnirali su mnoštvo mehanizama za zaštitu od kvarova zajedno s projektiranjem iznimno robusnih spremnika. I ne zaboravite da je benzin također vrlo zapaljiv, a ponekad ćete vidjeti izmaglicu od pare goriva prilikom punjenja. I automobili s izgaranjem na vodik i automobili s vodikovim gorivnim ćelijama pohranjuju gorivo u slične spremnike – to je ono što se događa nakon punjenja gorivom gdje se razlikuju.
Izgaranje vodika
Motori s unutrašnjim izgaranjem na vodik stvaraju energiju izgaranjem vodika umjesto benzina. Za razliku od sustava gorivih ćelija, oni se ne oslanjaju na kemijsku reakciju za proizvodnju električne energije; umjesto toga, oni izravno sagorijevaju vodik kao gorivo – baš kao i benzinski motor. Osim izgaranja motornog ulja u tragovima tijekom vožnje, vodikovi motori ne emitiraju ugljični dioksid. Nažalost, budući da sagorijevaju vodik zajedno s kisikom koji se nalazi u zraku, kao u slučaju benzinskih motora, stvara se određena količina dušikovog oksida. Međutim, općenito su daleko čišći i od hibrida i od plug-in hibrida.
Budući da se vodik isporučuje u obliku plina pod tlakom, potrebne su posebne mlaznice za gorivo koje mogu sigurno i učinkovito unijeti vodik u motor. Vodik ima višu temperaturu paljenja od benzina i osam puta veću brzinu izgaranja, što motore s izgaranjem na vodik čini vrlo osjetljivima. Motori s izgaranjem vodika zadržavaju performanse i osjećaj na koje su vozači navikli. Lako im se prilagoditi ako ste ikada vozili benzinsko vozilo. Čak je i zvuk ispušnih plinova gotovo identičan zvuku automobila na benzinski pogon, unatoč tome što je glavna emisija voda!
Vodikove gorive ćelije
S druge strane, vodikove gorivne ćelije voze više poput električnog automobila – jer koriste sklop vodikovih gorivih ćelija za proizvodnju električne energije koja pokreće električni motor. U gorivnoj ćeliji, vodik prolazi kroz kemijsku reakciju s kisikom iz zraka da proizvede ovu električnu energiju. Doista, automobil na vodikove gorive ćelije možete zamisliti kao električni automobil s vlastitom elektranom u vozilu. Gorivne ćelije korištene su šezdesetih godina na američkim svemirskim letjelicama Gemini i Apollo za proizvodnju električne energije i vode, koristeći vodik i kisik. Konstrukcija vodikove gorive ćelije slična je bateriji. Plinoviti vodik iz spremnika pod tlakom ulazi u anodu, gdje dolazi u kontakt s katalizatorom koji potiče odvajanje vodikovih atoma na elektron i proton.
Elektrone zatim skuplja vodljivi kolektor koji je spojen na visokonaponski krug automobila na vodik. Gorivne ćelije obično su grupirane u “skup” – skup više gorivih ćelija koje kombiniraju kisik i vodik – za proizvodnju energije potrebne za pogon automobila. Ovaj proces opskrbljuje ugrađenu bateriju energijom za pohranu, izravno elektromotor ili oboje. Motor tada pokreće kotače. Ugrađena baterija obično je daleko manja od ugrađene baterije za potpuno električno vozilo, budući da sklop gorivih ćelija osigurava većinu potrebne električne energije. Baterija također hvata energiju iz regenerativnog kočenja, što pomaže u poboljšanju dosega.
Dva procesa, jedan rezultat
Izgaranje vodika i vodikove gorivne ćelije vrlo su različite tehnologije, ali krajnji rezultat je sličan: kretanje automobila prema naprijed i voda iz ispušne cijevi. U konačnici, vodikove gorivne ćelije čišća su tehnologija – električni motori su učinkovitiji i ne proizvode dušikov oksid kao kod izgaranja. Električna vozila s gorivnim ćelijama također će zahtijevati manje održavanja tijekom vremena, dok će vozila s izgaranjem na vodik i dalje zahtijevati izmjene ulja, usluge mjenjača i druge izmjene tekućina koje su vozači benzinaca navikli plaćati.
www.automania.hr
