Paliwa alternatywne na świecie
Trochę historii o samochodach napędzanych wodorem
W 1807 roku Szwajcar François Isaac de Rivaz zaprojektował pierwszy czterokołowy pojazd z silnikiem spalinowym napędzanym wodorem
1860: Etienne Lenoir, francuski inżynier, opracował „Hipomobile”, duży pojazd transportowy z silnikiem spalinowym napędzanym wodorem. Udał się z powodzeniem z Paryża do Joinville-le-Pont na rejs próbny w 1863 roku.
1941: Podczas oblężenia Leningradu przez wojska reżimu nazistowskiego i z powodu niedoboru benzyny rosyjski żołnierz i mechanik Boris Szeliszcz z powodzeniem przerobił 200 ciężarówek GAZ-AA na wodór, który, jak twierdzi, działał płynniej niż wcześniej.
General Motors Electrovan z 1966 roku to pierwszy znany samochód napędzany wodorowymi ogniwami paliwowymi.
Kryzys naftowy lat 70. zapoczątkował znaczące badania nad wodorowymi ogniwami paliwowymi, a pod koniec dekady większość producentów samochodów miała modele FCV.
Co to jest wodór?
Wodór jest najprostszym pierwiastkiem chemicznym (składającym się tylko z jednego protonu i jednego elektronu) i najobficiej występującym we wszechświecie, a także pojawia się wraz z innymi pierwiastkami tworząc szeroką gamę związków chemicznych, takich jak woda (H2O) i większość związków organicznych.
Jest to bezbarwny, bezwonny i pozbawiony smaku gaz w temperaturze pokojowej. Jest to najlżejszy istniejący pierwiastek, około 14 razy lżejszy od powietrza. Jego cząsteczka składa się z dwóch atomów wodoru (H2) połączonych wiązaniem kowalencyjnym.
Skąd bierze się wodór?
Czysty wodór nie występuje naturalnie w przyrodzie, ponieważ zawsze występuje jako część innych składników, dlatego musi być pozyskiwany z innych surowców
SZARY WODOR
Poprzez reforming parowy wodór można uzyskać z gazu ziemnego, wytwarzając H2 i CO2
NIEBIESKI WODÓR
Niebieski wodór jest wytwarzany w taki sam sposób jak szary wodór, z tą różnicą, że w tym przypadku CO2 jest gromadzony i magazynowany. Ten zmagazynowany CO2 można poddać obróbce parą wodną w celu utworzenia H2Co3, soli, która jest łatwa do przechowywania i jest również wykorzystywana do produkcji paliw syntetycznych.
ZIELONY WODÓR
Powstaje w wyniku elektrolizy wody. Energia elektryczna ze źródeł odnawialnych jest wykorzystywana do rozkładu cząsteczki wody i produkcji wodoru i tlenu. W przeciwieństwie do innych form wodoru, zielony wodór nie wytwarza Co2. Nie zanieczyszcza. Więcej informacji o zielonym wodorze można znaleźć na stronie glpautogas.info
Jak działają samochody napędzane wodorem?
Podobnie jak pojazdy w pełni elektryczne, pojazdy elektryczne napędzane ogniwami paliwowymi (FCEV) wykorzystują energię elektryczną do napędzania silnika elektrycznego. W przeciwieństwie do innych pojazdów elektrycznych, pojazdy FCEV wytwarzają energię elektryczną za pomocą wodorowych ogniw paliwowych zamiast pobierać energię elektryczną z pojedynczego akumulatora.
W tych samochodach wodór jest doprowadzany do ogniwa paliwowego, gdzie wytwarzana jest energia elektryczna. Jest to przechowywane w akumulatorze. Gdy zapotrzebowanie na energię jest niewielkie, energia elektryczna przekazywana do kół pochodzi wyłącznie z akumulatora, natomiast jeśli potrzeba więcej energii, wykorzystana zostanie również energia z ogniwa paliwowego.
Komponenty samochodowe napędzane wodorem
OGNIWA PALIWOWE
Ogniwa paliwowe przeprowadzają syntezę H2 z O2, w wyniku której wytwarzana jest energia elektryczna. Ogniwa paliwowe mają temperaturę roboczą około 80ºC, ciśnienie robocze od 1 do 3 barów. Efektywność energetyczna ogniw paliwowych wynosi około 50%, chociaż badania prowadzą do tego, że nowe modele poprawiają tę wydajność.
ZBIORNIK H2
Ze względu na wysokie ciśnienia, w których magazynowany jest wodór, zbiornik jest niezbędnym elementem pojazdu. Obecnie zbiorniki do przechowywania wodoru produkowane są z materiałów najnowszej generacji, nadal cylindrycznych i pustych w środku.
Te zbiorniki do pojazdów przechowują wodór pod ciśnieniem od 350 do 700 barów. Przy ciśnieniu 700 barów można przechowywać 5 kg H2 w 160 litrach objętości.
Jednak nowe badania wskazują na inną formę przechowywania. Te nowe pojemniki będą przechowywać wodór spleciony z cząsteczkami tego samego materiału, sprzyjając większej pojemności magazynowania przy niższych ciśnieniach, takich jak technologie znane w języku angielskim jako „Interstitial Hydride”, które mogą przechowywać 5 kg wodoru pod ciśnieniem 100 barów, przechowując od 20 do 80 kilogramów wodoru pod ciśnieniem 700 barów.
POŁĄCZENIE DO NAPEŁNIANIA
Istnieją trzy znormalizowane typy w zależności od ciśnienia użytkowania:
TK25
Wykorzystywany do ciśnień 350 barów, do autobusów i ciężarówek, posiada złącze do transmisji danychTK16
Był powszechny w stacjach tankowania pojazdów o ciśnieniu 700 bar, ale jest zastępowany przez TK17 jako standard dla pojazdów prywatnychTK17
To system tankowania, który staje się standardem w pojazdach napędzanych wodorem pod ciśnieniem 700 barów