Gorivne celice v osebnih avtomobilih že donosne?

Do nedavnega je bila tehnologija gorivnih celic na voljo le za nekomercialne namene. Uporabljali so ga na primer pri vesoljskih poletih, ogromni stroški proizvodnje 1 kW energije pa so praktično izključevali njegovo uporabo v večjem obsegu. Vendar pa je izum, ki ga je zasnoval William Grove, sčasoma našel široko uporabo. Preberite o vodikovih celicah in preverite, ali si lahko privoščite avto s takim agregatom!

Kaj je gorivna celica?

Je niz dveh elektrod (negativna anoda in pozitivna katoda), ločenih s polimerno membrano. Celice morajo proizvajati elektriko iz goriva, ki jim je dovedeno. Pomembno je omeniti, da za razliko od tradicionalnih baterijskih celic, le-teh ni treba vnaprej napajati z elektriko, sama gorivna celica pa ne zahteva polnjenja. Bistvo je, da ga oskrbimo z gorivom, ki je v obravnavanih napravah sestavljeno iz vodika in kisika.

Gorivne celice – načrtovanje sistema

Vozila na gorivne celice potrebujejo rezervoarje za vodik. Iz njih ta element vstopi v elektrode, kjer se proizvaja električna energija. Sistem je običajno opremljen tudi s centralno enoto s pretvornikom. Pretvarja enosmerni tok v izmenični, ki se lahko uporablja za napajanje elektromotorja. On je srce avtomobila, ki svojo moč črpa iz trenutnih enot.

Gorivne celice in princip delovanja

Da gorivna celica proizvaja elektriko, je potrebna kemična reakcija. Za to se na elektrode dovajajo molekule vodika in kisika iz ozračja. Vodik, ki se odda anodi, je vzrok za nastanek elektronov in protonov. Kisik iz ozračja vstopi v katodo in reagira z elektroni. Polprepustna polimerna membrana dovaja pozitivne vodikove protone na katodo. Tam se združijo z anioni oksidov, kar povzroči nastanek vode. Po drugi strani pa elektroni, prisotni na anodi, prehajajo skozi električni tokokrog, da proizvedejo elektriko.

Gorivna celica - uporaba

Izven avtomobilske industrije imajo gorivne celice veliko uporab. Lahko se uporablja kot vir električne energije na mestih brez prostega dostopa do električnega omrežja. Poleg tega celice te vrste dobro delujejo v podmornicah ali vesoljskih postajah, kjer ni dostopa do atmosferskega zraka. Poleg tega gorivne celice napajajo mobilne robote, gospodinjske aparate in sisteme za zasilno napajanje.

Gorivne celice - prednosti in slabosti tehnologije

Kakšne so prednosti gorivne celice? Zagotavlja čisto energijo brez negativnega vpliva na okolje. Reakcija proizvaja elektriko in vodo (običajno v obliki pare). Poleg tega vodik v izrednih razmerah, na primer med eksplozijo ali odpiranjem rezervoarja, zaradi svoje majhne mase uhaja navpično in gori v ozkem ognjenem stebru. Gorivna celica izstopa tudi po učinkovitosti saj dosega rezultate v območju 40-60%. To je za zgorevalne komore nedosegljiva raven in ne pozabimo, da je te parametre še mogoče izboljšati.

Vodikov element in njegove slabosti

Zdaj pa nekaj besed o pomanjkljivostih te rešitve. Vodik je najpogostejši element na Zemlji, vendar zelo enostavno tvori spojine z drugimi elementi. V čisti obliki ga ni enostavno pridobiti in zahteva poseben tehnološki postopek. In ta je (vsaj za zdaj) zelo draga. Ko gre za vodikovo gorivno celico, cena žal ni spodbudna. 1 kilometer lahko prevozite celo 5-6 krat več kot pri elektromotorju. Drugi problem je pomanjkanje infrastrukture za polnjenje vodika.

Vozila na gorivne celice - primeri

Ko že govorimo o avtomobilih, tukaj je nekaj modelov, ki uspešno poganjajo gorivne celice. Eno najbolj priljubljenih vozil na gorivne celice je Toyota Mirai. To je stroj z rezervoarji s prostornino več kot 140 litrov. Opremljen je z dodatnimi baterijami za shranjevanje energije med umirjeno vožnjo. Proizvajalec trdi, da lahko ta Toyotin model z eno bencinsko črpalko prevozi 700 kilometrov. Mirai ima moč 182 KM.

Druga vozila na gorivne celice, ki so potrebna za proizvodnjo električne energije, vključujejo:

• Lexus LF-FC;
• Honda FCX Clarity;
• Nissan X-Trail FCV (vozilo na gorivne celice);
• Toyota FCHV (hibridno vozilo na gorivne celice);
• gorivna celica Hyundai ix35;
• Električni avtobus na gorivne celice Ursus City Smile.

Ima vodikova celica možnost dokazati se v avtomobilski industriji? Tehnologija pridobivanja električne energije iz gorivnih celic ni nova. Težko pa ga je popularizirati med osebnimi avtomobili brez poceni tehnološkega postopka za pridobivanje čistega vodika. Tudi če bodo vozila na gorivne celice naprodaj širši javnosti, lahko še vedno zaostajajo glede stroškovne učinkovitosti za povprečnega voznika. Zato se zdijo tradicionalna električna vozila še vedno najbolj zanimiva možnost.