Wasserstoff-Brennstoffzelle in Autos

lass uns gehen Wasserstoffmotor

Stellen Sie sich ein Auto vor, das während der Fahrt weder Rauch noch schädliche Gase ausstößt und statt Benzin oder Diesel Wasserstoff als Kraftstoff verwendet. Wasserstoff ist keine Zukunftsmusik mehr, sondern bereits heute verfügbar Wasserstoff-Brennstoffzelle in Autos. Viele Menschen fragen sich, wie es funktioniert und welche Vorteile es mit sich bringt.

Aus diesem Grund informieren wir Sie in diesem Artikel über die Wasserstoff-Brennstoffzelle in Autos, ihre Eigenschaften, Vorteile und vieles mehr.

Was sind die Wasserstoffzellenautos?

Wasserstoff-Brennstoffzelle in Autos

Im Wesentlichen ist eine Wasserstoffzelle ein Gerät, das die im Wasserstoff gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umwandelt. Es funktioniert durch einen Prozess, bei dem Wasserstoff verwendet wird verbindet sich mit Sauerstoff aus der Luft und erzeugt als Nebenprodukte Strom, Wasser und Wärme. Der erzeugte Strom kann einen Elektromotor antreiben, der die Räder des Autos antreibt und es so in Bewegung versetzt.

Die Wasserstoff-Brennstoffzelle besteht aus mehreren Einzelzellen.. Jede Zelle besteht aus zwei Elektroden, einer Anode und einer Kathode, die durch ein Material namens Elektrolyt getrennt sind. An der Anode wird Wasserstoff und an der Kathode Sauerstoff aus der Luft eingeleitet. Wenn Wasserstoff mit der Anode in Kontakt kommt, zerfällt er in Protonen und Elektronen. Protonen wandern durch den Elektrolyten zur Kathode, während Elektronen durch einen externen Stromkreis wandern und dabei Strom erzeugen. An der Kathode verbinden sich Protonen, Elektronen und Sauerstoff zu Wasser und Wärme.

Wie es funktioniert

Betrieb von Wasserstoffautos

Der Hauptunterschied zu einem Wasserstoffauto besteht darin, dass Obwohl es sich um ein Elektroauto handelt, funktioniert es nicht auf die gleiche Weise, da der Elektromotor die Räder vollständig dreht. Bei einem Brennstoffzellenfahrzeug erzeugt das Auto den Strom, den es benötigt.

Anstatt Batterien zur Energiespeicherung zu nutzen, nutzen sie Brennstoffzellen, ähnlich wie tragbare Kraftwerke. Wenn wir Verbrennungsautos analysieren, wird Energie durch die Verbrennung von Erdölderivaten gewonnen, und in Wasserstoffautos wird Wasserstoff verarbeitet, um bei Bedarf Strom zu erzeugen.

Unter Druck stehendes Wasserstoffgas (H2) wird in speziellen Tanks gespeichert. Dieses Element wird einer Brennstoffzelle zugeführt, wo Sauerstoff aus der Umgebungsluft zur Stromerzeugung hinzugefügt wird und als Restprodukt Wasser (H2O) gewonnen wird. Denn ja, Wasserstoffautos haben Auspuffrohre, aber sie verschmutzen nicht, sondern stoßen nur Wasserdampf aus.

Der von der Brennstoffzelle erzeugte Strom wird in die Batterie eingespeist, und genau wie bei einem Elektroauto ist die Batterie für die Energieverteilung an den Elektromotor des Autos verantwortlich. Bei Bedarf kann Strom auch direkt von der Brennstoffzelle an den Elektromotor geliefert werden.

In der Batterie angesammelter überschüssiger Strom sowie Energierückgewinnung durch regeneratives Bremsen, Es wird in der Batterie gespeichert, wodurch der Brennstoffzellenmechanismus auch ohne den Verbrauch von Wasserstoff funktioniert.

Vorteil und Dauer

Wie funktionieren Wasserstoffzellen in Autos?

Wenn es um die Haltbarkeit geht, stellen Sie sich ein wasserstoffbetriebenes Auto wie ein herkömmliches Benzin- oder Dieselauto vor. Daher sind Wasserstoff-Brennstoffzellen in Autos so konzipiert, dass sie die Lebensdauer eines herkömmlichen Fahrzeugs überdauern und dabei die gleiche Qualität, Haltbarkeit und Zuverlässigkeit wie jedes andere Fahrzeug aufweisen.

Der Hauptvorteil von Wasserstoff-Brennstoffzellen besteht darin Sie produzieren Strom, ohne umweltschädliche Schadstoffe auszustoßen. Das einzige nennenswerte Nebenprodukt ist Wasser, wodurch Wasserstoffzellenfahrzeuge als „emissionsfrei“ gelten. Darüber hinaus bieten sie im Vergleich zu herkömmlichen Batterien für Elektrofahrzeuge eine größere Autonomie, da der Ladevorgang schneller und mit dem Auffüllen eines Benzintanks vergleichbar ist.

Weitere Vorteile der Verwendung einer Wasserstoffbatterie in Autos sind:

  • Null lokale Emissionen: Die einzige erzeugte Emission ist Wasserdampf, der erheblich zur Reduzierung der Luftverschmutzung und Luftqualität in städtischen Umgebungen beiträgt.
  • Erweiterte Autonomie: Wasserstoffzellenfahrzeuge können längere Fahrten zurücklegen, bevor sie aufgeladen werden müssen, wodurch sie besser für Langstreckenfahrten geeignet sind.
  • Schnelles Laden: Das Auffüllen eines Wasserstofftanks kann nur wenige Minuten dauern, ähnlich wie das Auffüllen eines Benzintanks.
  • Flexibilität in der Nutzung: Wasserstoffzellen können in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, nicht nur in Fahrzeugen, sondern auch in stationären Energiesystemen wie Generatoren und Notstromsystemen.
  • Energieeffizienz: Wasserstoff-Brennstoffzellen könnten im Hinblick auf die Energieumwandlung im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren effizienter sein.
  • Beitrag zu erneuerbaren Energien: Der in Wasserstoff-Brennstoffzellen verwendete Wasserstoff kann durch einen Prozess namens Elektrolyse aus erneuerbaren Quellen wie Solar- und Windkraft hergestellt werden.

Probleme der Wasserstoffzelle im Auto

Zwar ist Wasserstoff aufgrund seiner Häufigkeit eines der bekanntesten chemischen Elemente im Periodensystem, doch seine Gewinnung ist alles andere als einfach.

Wasserstoff ist bei Raumtemperatur und -druck ein völlig harmloses Gas, aber Wasserstoff selbst existiert nicht nur als Sammlerstück. Es gibt keinen Wasserstoff im Boden und er wächst auch nicht aus Bäumen. Sein Vorhandensein hängt mit anderen Elementen zusammen, die wir zu seiner Trennung benötigen: Wasser, H2O, besteht beispielsweise aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom.

Um Wasserstoff (H2) abzutrennen, muss Wasser durch einen Vergasungsprozess namens Elektrolyse in Strom gespalten werden. Um einerseits Sauerstoff (O) zu gewinnen und andererseits reinen Wasserstoff (H2) zu speichern, ist viel Energie erforderlich.

Wasserstoff kann auch durch Kohlenwasserstoffreformierung, Kohlenwasserstoff- oder Biomassevergasung, Bakterien- oder Algenbioproduktion im kleinen Maßstab und thermochemischen Kreislauf im großen Maßstab (unter Verwendung von Kern- oder Solarenergie) gewonnen werden.

Ein weiteres der komplexesten Probleme im Zusammenhang mit Wasserstoff ist seine Speicherung. Es ist ein extrem flüchtiges Gas mit einer Dichte von nur 0,0899 kg/m3Um dieses Gas unter Druck zu halten, müssen also sehr schwere Gegenstände hinzugefügt werden, um es im Tank zu halten. Mit der aktuellen Technologie ist es praktisch unmöglich, Verluste zu garantieren, die hauptsächlich auf Füll-/Entleerungsventile zurückzuführen sind.

Hinzu kommt das Thema Tanken: Es ist nicht einfach. In Spanien, wo wir derzeit über ein instabiles Netz verfügen, gibt es nur sieben Wasserstoffanlagen: zwei in Huesca, eine in Saragossa, eine in Madrid, eine in Albacete, eine in Puertollano, eine in Sevilla. Im Jahr 2017 wurde prognostiziert, dass es bis 20 2020 Wasserstoffanlagen geben könnte, doch die Realität sieht ganz anders aus.

Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über Wasserstoff-Brennstoffzellen in Autos und ihre Eigenschaften erfahren können.


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