Τα αυτοκίνητα υδρογόνου είναι το μέλλον της αυτοκινητοβιομηχανίας. Πώς λειτουργούν αυτοκίνητα υδρογόνου όπως το Toyota Mirai και η BMW X5;

Τα αυτοκίνητα υδρογόνου δεν κατέχουν ακόμη ισχυρή θέση στην αγορά. Λίγοι κατασκευαστές αποφασίζουν να επικεντρωθούν αποκλειστικά στην ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας. Οι εργασίες εξακολουθούν να γίνονται κυρίως σε ηλεκτρικούς κινητήρες και λιγότερο ρυπογόνους κινητήρες εσωτερικής καύσης ή υβριδικούς κινητήρες. Παρά τον μεγάλο ανταγωνισμό, τα αυτοκίνητα υδρογόνου αποτελούν περιέργεια. Τι αξίζει να γνωρίζετε για αυτούς;

Πώς λειτουργεί η ενέργεια του υδρογόνου;

Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα των υδρογονοκίνητων οχημάτων είναι η φιλικότητα προς το περιβάλλον. Αξίζει να σημειωθεί εδώ ότι για να μπορέσουμε να τα ορίσουμε με αυτόν τον τρόπο είναι απαραίτητο να τηρούνται οι αρχές της προστασίας του περιβάλλοντος και στην παραγωγική διαδικασία. 

Τα αυτοκίνητα που κινούνται με υδρογόνο λειτουργούν με τέτοιο τρόπο ώστε να παράγουν την ηλεκτρική ενέργεια που απαιτείται για την κίνηση του οχήματος. Αυτό είναι δυνατό χάρη στις εγκατεστημένες κυψέλες καυσίμου με δεξαμενή υδρογόνου που παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Η ηλεκτρική μπαταρία λειτουργεί ως ενδιάμεσος. Η παρουσία του σε ολόκληρο το σύστημα κινητήρα του οχήματος είναι απαραίτητη, για παράδειγμα, κατά την επιτάχυνση. Μπορεί επίσης να απορροφήσει και να αποθηκεύσει κινητική ενέργεια κατά το φρενάρισμα. 

Η διαδικασία που λαμβάνει χώρα σε μια μηχανή υδρογόνου 

Αξίζει επίσης να μάθετε τι ακριβώς συμβαίνει στον κινητήρα υδρογόνου του ίδιου του οχήματος. Η κυψέλη καυσίμου παράγει ηλεκτρική ενέργεια από υδρογόνο. Αυτό οφείλεται στην αντίστροφη ηλεκτρόλυση. Η ίδια η αντίδραση είναι ότι το υδρογόνο και το οξυγόνο στον αέρα αλληλεπιδρούν για να σχηματίσουν νερό. Αυτό παράγει θερμότητα και ηλεκτρισμό για την κίνηση του ηλεκτροκινητήρα.

Κυψέλες καυσίμου σε αυτοκίνητα υδρογόνου

Οι κυψέλες καυσίμου PEM χρησιμοποιούνται σε οχήματα που κινούνται με υδρογόνο. Είναι μια πολυμερής ηλεκτρολυτική μεμβράνη που διαχωρίζει το υδρογόνο και το οξυγόνο που περιβάλλουν την άνοδο και την κάθοδο. Η μεμβράνη είναι διαπερατή μόνο από ιόντα υδρογόνου. Ταυτόχρονα, στην άνοδο, τα μόρια υδρογόνου διαχωρίζονται σε ιόντα και ηλεκτρόνια. Στη συνέχεια, τα ιόντα υδρογόνου περνούν μέσω του EMF στην κάθοδο, όπου συνδυάζονται με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο. Έτσι, δημιουργούν νερό.

Από την άλλη πλευρά, τα ηλεκτρόνια υδρογόνου δεν μπορούν να περάσουν μέσω του EMF. Επομένως, περνούν μέσα από το σύρμα που συνδέει την άνοδο και την κάθοδο. Με αυτόν τον τρόπο παράγεται ηλεκτρική ενέργεια, η οποία φορτίζει την μπαταρία έλξης και κινεί τον ηλεκτροκινητήρα του αυτοκινήτου.

Τι είναι το υδρογόνο;

Θεωρείται το πιο απλό, παλαιότερο και ταυτόχρονα το πιο κοινό στοιχείο σε ολόκληρο το σύμπαν. Το υδρογόνο δεν έχει συγκεκριμένο χρώμα ή οσμή. Συνήθως είναι αέριο και ελαφρύτερο από τον αέρα. Στη φύση, εμφανίζεται μόνο σε δεσμευμένη μορφή, για παράδειγμα, στο νερό.

Το υδρογόνο ως καύσιμο - από πού προέρχεται;

Το στοιχείο H2 λαμβάνεται κατά τη διαδικασία της ηλεκτρόλυσης. Αυτό απαιτεί συνεχές ρεύμα και ηλεκτρολύτη. Χάρη σε αυτά, το νερό χωρίζεται σε ξεχωριστά συστατικά - υδρογόνο και οξυγόνο. Το ίδιο το οξυγόνο σχηματίζεται στην άνοδο και το υδρογόνο στην κάθοδο. Το H2 είναι συχνά ένα υποπροϊόν χημικών διεργασιών, σύνθεσης φυσικού αερίου ή διύλισης αργού πετρελαίου. Ένα σημαντικό μέρος της ζήτησης υδρογόνου καλύπτεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Υδρογόνο από ανανεώσιμες πηγές - ποιες πρώτες ύλες ανήκουν σε αυτήν την ομάδα;

Αξίζει να διευκρινιστεί ποια συγκεκριμένα υλικά μπορούν να ονομαστούν ανανεώσιμες πρώτες ύλες. Για να είναι βιώσιμα τα οχήματα υδρογόνου και κυψελών καυσίμου, τα καύσιμα πρέπει να προέρχονται από πηγές όπως:

• φωτοβολταϊκά?
• αιολική ενέργεια;
• ενέργεια του νερού?
• ηλιακή ενέργεια;
• γεωθερμική ενέργεια;
• βιομάζας.

Αυτοκίνητα υδρογόνου – Toyota Mirai

Το Toyota Mirai 2022, όπως και το 2021, είναι ένα από τα μοντέλα που επιλέγουν πιο συχνά οι πελάτες. Το Mirai έχει αυτονομία έως και 555 km και έναν ηλεκτροκινητήρα 134 kW που βρίσκεται στο πίσω μέρος του αυτοκινήτου. Η ενέργεια παράγεται από κυψέλες καυσίμου που βρίσκονται κάτω από το μπροστινό καπό του οχήματος. Το υδρογόνο χρησιμοποιείται ως πρωτογενής ενέργεια και αποθηκεύεται σε δεξαμενές στη λεγόμενη σήραγγα Cardan κάτω από τα πίσω καθίσματα. Οι δεξαμενές χωρούν 5,6 κιλά υδρογόνου στα 700 bar. Ο σχεδιασμός του Toyota Mirai είναι επίσης ένα πλεονέκτημα - ο σχεδιασμός του αυτοκινήτου δεν είναι φουτουριστικός, αλλά κλασικός.

Το Mirai επιταχύνει στα 100 km/h σε 9,2 δευτερόλεπτα και έχει τελική ταχύτητα 175 km/h.. Το Toyota Mirai προσφέρει σταθερή ισχύ και ανταποκρίνεται πολύ καλά στις κινήσεις του οδηγού - τόσο στην επιτάχυνση όσο και στο φρενάρισμα.

Hydrogen BMW X5 - ένα αυτοκίνητο που αξίζει να προσέξετε

Η γκάμα οχημάτων που κινούνται με υδρογόνο περιλαμβάνει επίσης SUV. Ένα από αυτά είναι η BMW X5 Hydrogen. Το μοντέλο στο σχεδιασμό του δεν διαφέρει από τα αντίστοιχα του κλιβάνου της ίδιας σειράς. Μόνο τα φωτιστικά πάνελ ή ο σχεδιασμός των ζαντών μπορεί να διαφέρουν, αλλά αυτές δεν είναι εμφανείς ασυνέπειες. Το προϊόν της βαυαρικής μάρκας διαθέτει δύο δεξαμενές ικανές να αποθηκεύουν έως και 6 κιλά αερίου, καθώς και κυψέλες καυσίμου με χωρητικότητα έως 170 ίππους. Είναι ενδιαφέρον ότι η BMW ένωσε τις δυνάμεις της με την Toyota. Το υδρογονοκίνητο μοντέλο X5 αναπτύσσεται χρησιμοποιώντας την ίδια τεχνολογία με τα αυτοκίνητα του ασιατικού κατασκευαστή Hydrogen NEXT. 

Είναι πραγματικά πράσινα τα αυτοκίνητα υδρογόνου;

Το κύριο πλεονέκτημα των αυτοκινήτων υδρογόνου είναι ότι είναι φιλικά προς το περιβάλλον. Ωστόσο, εάν αυτό συμβαίνει στην πραγματικότητα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον τρόπο παραγωγής του υδρογόνου. Σε μια εποχή που η κύρια μέθοδος απόκτησης καυσίμου είναι η παραγωγή με φυσικό αέριο, η ηλεκτρική ενέργεια, η οποία από μόνη της είναι περιβαλλοντική και χωρίς εκπομπές, δεν μειώνει όλη τη ρύπανση που προκύπτει κατά την παραγωγή υδρογόνου. Ακόμα και μετά από παρατεταμένη χρήση του αυτοκινήτου. Ένα αυτοκίνητο υδρογόνου μπορεί να ονομαστεί εντελώς πράσινο εάν η ενέργεια που απαιτείται για τη λειτουργία του προέρχεται εξ ολοκλήρου από ανανεώσιμες πηγές. Ταυτόχρονα, το όχημα είναι απολύτως ασφαλές για το περιβάλλον. 

Αυτοκίνητα υδρογόνου - περίληψη

Τα ηλεκτρικά οχήματα έχουν διαρκώς αυξανόμενη αυτονομία και είναι επίσης πολύ διασκεδαστικά στην οδήγηση. Ωστόσο, ο ανεφοδιασμός ηλεκτρικών οχημάτων μπορεί να είναι μια πρόκληση. Τα αυτοκίνητα με τέτοια κίνηση θα αποδειχθούν άριστα κοντά σε μεγάλες πόλεις, όπως η Βαρσοβία.Υπάρχουν ακόμη λίγοι σταθμοί ανεφοδιασμού υδρογόνου στη χώρα μας, αλλά αυτό θα πρέπει να αλλάξει μέχρι το 2030, όταν ο αριθμός των πρατηρίων θα αυξηθεί σε περισσότερα από 100, σύμφωνα με την Orlen.