Co to jest samochód na wodór i jak działa FCEV?

Nie jest tajemnicą, że w najbliższej przyszłości świat zmierza w kierunku pojazdów o zerowej emisji. Mimo że pojazdy elektryczne zyskały popularność w ciągu ostatniej dekady jako alternatywa dla pojazdów benzynowych, samochody wodorowe z trudem nadrobiły zaległości. Jednak pojazdy wodorowe pozostają prawdopodobną opcją, podobnie jak pojazdy elektryczne, do zastąpienia pojazdów benzynowych.

Ciekawi Cię nauka stojąca za samochodami wodorowymi? Czytaj dalej.

Jak działa samochód na wodór?

Jeśli chodzi o samochody wodorowe, możesz mieć dwa różne źródła zasilania; wodorowy silnik spalinowy lub wodorowe ogniwa paliwowe. Silnik spalinowy wodorowy jest zaprojektowany podobnie do silnika benzynowego, z tą różnicą, że spala wodór zamiast benzyny.

Z drugiej strony wodorowe ogniwo paliwowe służy do przekształcania energii chemicznej w energię elektryczną, która napędza silnik. Aby tak się stało, gazowy wodór jest uwalniany ze zbiornika do ogniwa paliwowego, gdzie miesza się z tlenem, aby wywołać reakcję chemiczną, która powoduje, że elektrony wytwarzają energię elektryczną.

Technicznie rzecz biorąc, samochód wodorowy mógłby być pojazdem elektrycznym, ale zamiast zasilać go z akumulatorów, zaprojektowano go z elektrowniami na ogniwa paliwowe, które wytwarzają własną energię elektryczną; dlatego nazywa się je pojazdami elektrycznymi na ogniwa paliwowe lub FCEV. Podobnie masz możliwość wyboru pojazdu z wewnętrznym spalaniem wodoru; inaczej znany jako HICEV. Dowiedz się więcej o jak działają pojazdy elektryczne? jeśli nie jesteś zaznajomiony.

Jakie są zalety samochodów na paliwo wodorowe?

Pojazdy wodorowe, które opierają się na ogniwach paliwowych lub spalaniu wewnętrznym, wytwarzają parę wodną jako produkt wydechowy bez śladów dwutlenku węgla. Innymi słowy, pojazdy wodorowe są przyjazne dla środowiska, podobnie jak pojazdy elektryczne.

Poza tym samochód wodorowy nie musi być ładowany jak pojazd elektryczny na baterie; możesz go zatankować w mniej niż pięć minut. W rzeczywistości większość samochodów wodorowych może z łatwością pokonać dystans do 300 mil na pełnym baku.

Ponieważ samochody wodorowe z ogniwami paliwowymi wytwarzają własną energię elektryczną podczas jazdy, nie potrzebują dużych akumulatorów. W większości przypadków mały akumulator o mocy 30 kW jest więcej niż wystarczający do przechowywania energii elektrycznej. Nie wspominając o tym, że większość pojazdów wodorowych z ogniwami paliwowymi ma żywotność od 5 000 do 10 000 godzin; jest to równowartość 150 000 do 300 000 mil.

Oczywiście, jeśli prowadzisz pojazd elektryczny na ogniwa paliwowe, silnik będzie cichy jak mysz.

Dlaczego samochody wodorowe nie są jeszcze popularne?

Według TWI Global, Samochody na wodór są droższe w produkcji niż pojazdy elektryczne na baterie. Z tego powodu większość producentów samochodów nie chce ryzykować i produkować na masową skalę aut wodorowych.

Nawet jeśli stać Cię na samochód wodorowy, gdzie byś go zatankował? W tej chwili po prostu nie ma wystarczającej infrastruktury do obsługi pojazdów wodorowych. Jak na Centrum Danych o Paliwach Alternatywnych (AFDC), 48 stacji tankowania wodoru jest otwartych dla publiczności w Stanach Zjednoczonych; 47 z tych stacji paliw znajduje się w Kalifornii. Jeśli jesteś w Kanadzie, jest tylko siedem ogólnodostępnych stacji tankowania wodoru (wg GLP Autogaz).

Jest też kwestia efektywności energetycznej wodoru; wykorzystanie czystego wodoru z metanu lub wody wymaga wielu zasobów, które zwykle wiążą się ze spalaniem paliw kopalnych.

Ale co, jeśli użyjesz energii słonecznej do pozyskiwania wodoru bez paliw kopalnych? Tak, da się to zrobić, ale według a badania przeprowadzone przez The Conversation, byłoby bardziej energooszczędne, gdybyś ładował akumulatory EV bezpośrednio, zamiast używać energii elektrycznej do produkcji gazu wodorowego tylko po to, aby ponownie wytwarzać energię elektryczną za pomocą ogniw paliwowych.

Za wodór, który jest dostępny na stacjach paliw, zapłaciłbyś za niego więcej niż za benzynę czy prąd; chyba że istnieje globalny niedobór paliwa, który spowodował gwałtowny wzrost cen benzyny. W rzeczywistości wodór zawiera więcej energii na jednostkę objętości niż benzyna; oznacza to, że prawdopodobnie będziesz częściej odwiedzać stację tankowania wodoru.

Co nie mniej ważne, wodór jest bardzo lotny i łatwopalny, co utrudnia przechowywanie. Z tego powodu zbiorniki na wodór muszą być wytrzymałe i poddane testom zderzeniowym w ekstremalnych warunkach przed zatwierdzeniem. Ponadto elektrownie wodorowe są zwykle budowane w pobliżu centrów tankowania, ponieważ transport na duże odległości stanowi zagrożenie dla bezpieczeństwa.

Jakie samochody na wodór są dostępne dla konsumentów?

Według Motor1, od 2011 roku na całym świecie sprzedano tylko 41 700 samochodów napędzanych wodorem. Jedynymi obecnie produkowanymi samochodami wodorowymi są Hyundai Nexo i Toyota Mirai. Inne godne uwagi pojazdy wodorowe, które zostały wyprodukowane, ale zostały przerwane, to Honda Clarity i Hyundai Tucson FCEV.

Hyundai Nexo to elektryczny SUV z ogniwami paliwowymi, który jest napędzany wodorem; ma zasięg od 354 mil do 380 mil. Jego cena wywoławcza w Ameryce Północnej wynosi około 59 000 USD za wersję Blue i około 62 000 USD za wersję Limited.

Podobny do Hyundaia Nexo, Toyota Mirai to średniej wielkości sedan z ogniwami wodorowymi. Na pełnym zbiorniku Toyota Mirai ma szacowany zasięg od 357 mil (ograniczony trymer) do 402 mil (trym XLE). Jego cena wywoławcza w Ameryce Północnej wynosi 49 500 USD za wersję XLE i 66 000 USD za wersję Limited.

Zarówno Hyundai Nexo, jak i Toyota Mirai kwalifikują się do federalnej ulgi podatkowej w wysokości 7500 USD w Stanach Zjednoczonych; jeśli kupisz samochód na wodór w Kalifornii, otrzymasz dodatkową ulgę podatkową w wysokości 4500 USD.

Warto również wspomnieć, że zarówno Toyota Mirai, jak i Hyundai Nexo są wyposażone w opcję finansowania bez odsetek i bezpłatne uzupełnianie paliwa na dowolnej stacji wodorowej do 15 000 USD. Nie może być lepiej niż to! Alternatywnie możesz rozważyć opcje pojazdów akumulatorowo-elektrycznych z zerową emisją.

Czy Twój następny samochód może jeździć na wodorze?

Prawdę mówiąc, przed nami długa droga, zanim samochody napędzane wodorem staną się powszechnym widokiem na drogach. Oczywiście, dopóki wszędzie nie zaczną pojawiać się stacje tankowania wodoru, a wykorzystanie wodoru stanie się opłacalne, większość ludzi będzie sceptycznie nastawiona do samochodów na wodór.

Jednak nadal możesz teraz kupić samochód na wodór, jeśli chcesz. Problem w tym, że znalezienie stacji tankowania wodoru może być trudnym wyzwaniem.

4 rzeczy do rozważenia przed przejściem na pojazd elektryczny

Czytaj dalej

O autorze