vodíkové palivové články v autech

Pojďme vodíkový motor

Představte si auto, které za jízdy nevypouští kouř ani škodlivé plyny a místo benzínu nebo nafty používá jako palivo vodík. Vodík již není něčím z budoucnosti, ale je již dostupný díky vodíkové palivové články v autech. Mnoho lidí zajímá, jak to funguje a jaké jsou výhody jejich používání.

Z tohoto důvodu vám v tomto článku povíme o vodíkovém palivovém článku v automobilech, jeho vlastnostech, výhodách a mnohem více.

Co jsou auta s vodíkovými články

vodíkové palivové články v autech

Vodíková baterie je v podstatě zařízení, které přeměňuje chemickou energii uloženou ve vodíku na elektrickou energii. Funguje prostřednictvím procesu, ve kterém vodík slučuje se s kyslíkem ze vzduchu a vytváří elektřinu, vodu a teplo jako vedlejší produkty. Vyrobená elektřina může pohánět elektromotor, který pohání kola vozu a umožňuje jeho pohyb.

Vodíkový palivový článek se skládá z několika samostatných článků.. Každý článek se skládá ze dvou elektrod, anody a katody, oddělených materiálem zvaným elektrolyt. Na anodu je přiváděn vodík a na katodu kyslík ze vzduchu. Když se vodík dostane do kontaktu s anodou, rozloží se na protony a elektrony. Protony putují elektrolytem ke katodě, zatímco elektrony cestují vnějším obvodem a generují přitom elektřinu. Na katodě se protony, elektrony a kyslík spojují za vzniku vody a tepla.

COMO práce

provoz vodíkového vozu

Hlavní rozdíl oproti vodíkovému autu je ten, Sice je to elektromobil, ale od té doby, co máte elektromotor úplně točící kola, nefunguje to stejným způsobem. Ve vozidle s palivovými články si automobil vyrábí elektřinu, kterou potřebuje.

Místo baterií k ukládání energie využívají palivové články, podobně jako přenosné elektrárny. Pokud analyzujeme spalovací auta, energie se získává spalováním ropných derivátů a ve vodíkových autech se vodík zpracovává na výrobu elektřiny na vyžádání.

Plynný vodík (H2) pod tlakem je skladován ve speciálních nádržích. Tento prvek je dodáván do palivového článku, kde se přidává kyslík z okolního vzduchu k výrobě elektřiny a voda (H2O) se získává jako zbytkový produkt. Protože ano, vodíková auta mají výfuky, ale neznečišťují, pouze vypouštějí vodní páru.

Elektřina generovaná palivovým článkem jde do baterie a stejně jako v elektromobilu je baterie zodpovědná za distribuci energie do elektromotoru automobilu. Výkon na vyžádání může být také dodáván přímo z palivového článku do elektromotoru.

Přebytečná elektřina nahromaděná v baterii, plus rekuperace energie prostřednictvím rekuperačního brzdění, je uložen v baterii, což umožňuje fungování mechanismu palivových článků i bez spotřeby vodíku.

Výhoda a trvání

jak jsou na tom vodíkové články v autech

Pokud jde o odolnost, představte si auto na vodíkový pohon jako tradiční auto na benzín nebo naftu. Výsledkem je, že vodíkové palivové články v autech jsou navrženy tak, aby vydržely životnost konvenčního vozidla se stejnou kvalitou, odolností a spolehlivostí jako kterékoli jiné vozidlo.

Hlavní výhodou vodíkových palivových článků je to Vyrábí elektřinu, aniž by vypouštěly škodliviny škodlivé pro životní prostředí. Jediným významným vedlejším produktem je voda, díky níž jsou vozidla s vodíkovými články považována za „nulové emise“. Kromě toho nabízejí větší autonomii ve srovnání s tradičními bateriemi elektrických vozidel, protože proces dobíjení je rychlejší a srovnatelný s plněním nádrže benzínu.

Další výhody použití vodíkové baterie v autech jsou:

  • Nulové lokální emise: Jedinou produkovanou emisí je vodní pára, která významně přispívá ke snížení znečištění ovzduší a kvality ovzduší v městském prostředí.
  • Rozšířená autonomie: Vozidla s vodíkovými články mohou mít delší provoz, než vyžadují dobíjení, takže jsou vhodnější pro cestování na dlouhé vzdálenosti.
  • Rychlé nabíjení: doplnění vodíkové nádrže může trvat jen několik minut, podobně jako doba potřebná k naplnění nádrže benzínu.
  • Flexibilita použití: Vodíkové články lze použít v různých aplikacích, nejen ve vozidlech, ale také ve stacionárních energetických systémech, jako jsou generátory a záložní napájecí systémy.
  • Energetická účinnost: Vodíkové palivové články mohou být efektivnější z hlediska přeměny energie ve srovnání s konvenčními spalovacími motory.
  • Příspěvek k obnovitelné energii: Vodík používaný ve vodíkových palivových článcích lze vyrábět z obnovitelných zdrojů, jako je solární a větrná energie, prostřednictvím procesu zvaného elektrolýza.

Problémy vodíkového článku v automobilech

I když je pravda, že vodík je jedním z nejznámějších chemických prvků v periodické tabulce kvůli tomu, jak často se vyskytuje, jeho získání je všechno, jen ne jednoduché.

Vodík je při pokojové teplotě a tlaku zcela neškodný plyn, ale samotný vodík neexistuje jen jako sběrný materiál. V půdě není žádný vodík a neroste ani ze stromů. Jeho přítomnost souvisí s dalšími prvky, které potřebujeme k jeho oddělení: například voda, H2O, se skládá ze dvou atomů vodíku a jednoho atomu kyslíku.

K oddělení vodíku (H2) musí být voda rozdělena na elektřinu procesem zplyňování nazývaným elektrolýza. K získání kyslíku (O) na jedné straně a čistého vodíku (H2) k jeho uložení na straně druhé je zapotřebí velké množství energie.

Vodík lze také získat reformováním uhlovodíků, zplyňováním uhlovodíků nebo biomasy, bioprodukcí bakterií nebo řas v malém měřítku a rozsáhlým termochemickým cyklováním (s využitím jaderné nebo solární energie).

Další z nejsložitějších problémů spojených s vodíkem je jeho skladování. Je to extrémně těkavý plyn s hustotou pouze 0,0899 kg/m3, takže udržovat tento plyn pod tlakem znamená přidávat velmi těžké předměty, aby se udržel v nádrži. Se současnou technologií je prakticky nemožné zaručit ztráty, zejména kvůli plnění/vypouštění ventilů.

Navíc je tu otázka tankování: není to snadné. Ve Španělsku, kde máme v současnosti nestabilní síť, je pouze sedm vodíkových elektráren: dvě v Huesce, jedna v Zaragoze, jedna v Madridu, jedna v Albacete, jedna v Puertollano a jedna v Seville. V roce 2017 se předpovídalo, že do roku 20 by mohlo být 2020 vodíkových elektráren, ale realita je zcela jiná.

Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o vodíkových palivových článcích v autech a jejich vlastnostech.


Buďte první komentář

Zanechte svůj komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Povinné položky jsou označeny *

*

*

  1. Odpovědný za údaje: Miguel Ángel Gatón
  2. Účel údajů: Ovládací SPAM, správa komentářů.
  3. Legitimace: Váš souhlas
  4. Sdělování údajů: Údaje nebudou sděleny třetím osobám, s výjimkou zákonných povinností.
  5. Úložiště dat: Databáze hostovaná společností Occentus Networks (EU)
  6. Práva: Vaše údaje můžete kdykoli omezit, obnovit a odstranit.