Vätgas, framtidens bränsle?

väte

mycket vätgasbilar De har förpassats till andra plats med hybrid-, gas- och elbilars framträdande plats. Vätgas kan dock vara framtidens bränsle, med fördelar som är långt överlägsna elfordon när det gäller respekt för miljön. Och det är att elbilar inte har några utsläpp, men deras batterier utgör en allvarlig miljöutmaning på grund av produktionen av litium och dess återvinning och avfallshantering. Men väte är gåsen som lägger guldäggen, alla är fördelar...

Vad är väte?

väte

El väte Det är ett kemiskt element i det periodiska systemet som kännetecknas av att vara det enklaste av alla, med atomnummer 1. Det är en mycket lätt gas, den kan lagras, och den genererar inte förorenande utsläpp av sig själv. Med dessa egenskaper är den en perfekt kandidat för användning som bränsle. Dessutom är det mycket rikligt på jorden, och det kan lätt framställas genom kemiska processer. Förnybar energi kan till och med användas för att producera denna typ av gas. Därför kan det också vara ett sätt att skaffa förnybar energi.

typer av väte

Det finns en färgnomenklatur som klassificerar väte efter det sätt på vilket det har erhållits. Det är viktigt att känna till befintliga typer av väte, som:

  • Grått väte: Denna typ av väte erhålls genom att reformera fossila bränslen, såsom naturgas. Det är det billigaste vätet att producera för tillfället, men CO2 släpps ut i atmosfären under produktionen, så det är inte ett rent sätt att få fram det. Det är det billigaste och mest producerade idag.
  • blått väte: Det är en annan typ av väte som erhålls från fossila bränslen, men den här gången med tekniker som klarar av att fånga upp och lagra de CO2-utsläpp som produceras under processen så att de inte släpps ut i atmosfären, så det har mindre miljöpåverkan än grå. Naturligtvis elimineras inte utsläppen under dess produktion helt, men de minskar. Produktionspriset för denna typ av väte är mellanliggande.
  • Grönt väte: Han är den bästa av de tre, och det kommer att pratas mycket om honom. Detta förnybara väte erhålls genom elektrolys av vatten, så ingen förorening genereras under processen. Dessutom, för att mata elektrolyssystemen görs det med förnybar energi som vind eller sol, så det är ett hållbart och helt rent bränsle. Den tillverkas dock för närvarande i mindre kvantiteter än de två tidigare och är den dyraste.

Utmaningen är att ersätta alla andra väten med grönt väte, och på detta sätt få rätt bränsle.

Hur erhålls väte?

grönt väte

Väte kan, som vi har sett i föregående avsnitt, framställas på olika sätt. Men oavsett vilken energi som är involverad i dess produktionsprocess, låt oss nu titta på sätt på vilka denna gas kan erhållas så rikligt:

  • molekylär transformation: Denna teknik uppnås från en serie kemiska reaktioner för att erhålla väte. Bland de mest använda teknikerna är användningen av naturgas från oljefält. Ånga med hög temperatur används för att dissociera kolet från det väte som naturgasen tillverkas av. Så erhålls diväte å ena sidan och koldioxid å andra sidan.
  • Förgasning: är en metod som uppnår förgasning med vattenånga och rent syre från kol eller biomassa. I en reaktor förbränns kol eller biomassa vid mycket höga temperaturer. Denna förbränning frigör gaser, bland annat den mycket giftiga kolmonoxiden (CO) och diväte å andra sidan.
  • elektrolys av vatten: Det är den bästa metoden av de tre när det gäller hållbarhet och även när det gäller överflöd, eftersom större delen av jorden består av vatten. Därför kunde det erhållas från vattnet i hav och hav. För detta används en vattentank där elektroder sätts in. Genom att applicera en kontinuerlig elektrisk ström separeras vattenmolekylerna (H2O) i syre (O2) och väte (H2). När kraftkällan för denna elektricitet är förnybar energi, som sol eller vind, sägs detta väte vara grönt.

Hur fungerar en vätgasmotor (bränslecell)?

vätgasmotor

När vi behöver omvandla väte till energivätgas kan lagras i specifika tankar varifrån den kanaliseras till en bränslecell. Där kombineras det igen med syret i luften (som händer i en förbränningsmotor när luft kommer in i cylindern för att orsaka förbränning), vilket ger en energisk reaktion och därmed erhålls energi. På så sätt kommer inga förorenande gaser av något slag att släppas ut i atmosfären, eftersom det enda avfallet som genereras av denna typ av motor är vatten. Rekombination av syre i luften med väte skapar H2O-molekyler i processen. Ett vatten som skulle kunna användas för andra ändamål, bland annat för att regenerera väte genom elektrolys.

Tack vare denna reaktion mellan väte och syre i din bränslecell, genereras elektricitet för att flytta elmotor och köra fordonet. Det vill säga, vätgasbilar är i grunden elektriska, även om de inte får sin energi från ett litiumbatteri eller annan typ som är förorenande, inte heller från en hybridmotor som också har utsläpp. Vissa fordon av denna typ kan dock ha ett batteri för att lagra den energi som inte förbrukas för användning vid ett annat tillfälle. Till exempel när effektbehovet är högt förbrukas all energi som kommer från bränslecellen, medan om den är låg kan en del avledas till elmotorerna och en del för att lagras i batteriet.

Många av dessa fordon har också en regenerativ broms, det vill säga att ackumulera elektrisk energi från bromsning och på så sätt bidra till att minska väteförbrukningen och uppnå bättre autonomi. Och, som jag nämnde tidigare, är det enda avfallet som genereras vatten, som du kommer att driva ut genom ditt avgasrör.

Som för komponenter i ett fordon med vätebränsleceller, vi har:

  • effektstyrenhet: är ett system som optimalt styr leveransen av kraft i bränslecellen, samt laddningen av batterierna och användningen av denna elektriska energi.
  • Elektrisk motor: Det kan finnas en eller flera. Detta är vanligtvis en permanentmagnet synkronmotor som omvandlar elektricitet från bränslecellen eller batteriet till kraft för att driva fordonet.
  • bränslecellsspänningsomvandlare: är systemet kapabelt att anpassa elektriciteten som genereras av vätebränslecellen för att erhålla tillräcklig spänning för motorerna.
  • bränslecellsgrupp: Det är systemets sanna hjärta, den komponent i vilken den kemiska energin som kommer från tillförseln av väte från tankarna och syre från luften omvandlas till elektrisk energi.
  • Batteri: batteriet ansvarar för att lagra den energi som genereras av bränslecellen och som återvinns från retardation, samt förstärka kraften hos bränslecellen under acceleration vid hög efterfrågan.
  • högtryckstankar: väte måste förvaras säkert i högtryckstankar. Dessutom kommer det att finnas övertrycksventiler, en varning vid vätgasläcka och en trelagersstruktur: en av glasfiberarmerad polymer, en mellanpolymer och den tredje av kolfiberarmerad plast. Allt för att klara mycket höga tryck.

bränslecellsdrift

bränslecell

Vi har sagt att bränslecell, eller Hydrogen Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV), är ansvarig för att generera elektrisk energi från reaktionen mellan väte och syre från luften i atmosfären. Jo, för att producera den elektriciteten används elektrokemiska reaktioner. Bränsleceller kommer att använda en anod och en katod på varje sida av elektrolyten. Till exempel matas väte till anoden och en katalysator används för att generera positivt laddade joner som strömmar genom elektrolyten till katoden. Under tiden, vid katoden, dras luft in i systemet och kombineras med en katalysator, vätejoner och elektroner för att producera värme och vatten som biprodukter. Detta inducerar en ström som genererar elektricitet.

Erfarenhet av att köra ett vätgasfordon

Tips om snökörning, bästa bilarna att börja köra

I praktiken, när du kör ett vätgasfordon erfarenheten är nästan identisk med den för ett batteridrivet elfordon. Det finns dock några små skillnader, många av dem kommer att förfinas med tiden, när tekniken går framåt, som de också gjorde i elbilar, som har förändrats mycket från de första modellerna som presenterades till de nuvarande, trots att de är relativt ung..

Utmaningen för fordonsingenjörer är att vätebränsleceller fungerar bäst med konstant kraft. Kraftkraven för ett konventionellt fordon när det körs på olika vägar, såsom stads- eller motorvägar, kräver dock förändringar i kraftleveransen. Något som ingenjörer jobbar på för att leverera bästa möjliga resultat.

Till exempel, Toyota Mirai, har en 90 kW (120 hästkrafter) märkeffekt. Men det räcker inte för höghastighetsacceleration på motorvägar, så Toyota (liksom andra HFCV-tillverkare) lägger till ett högspänningsbatteri med låg kapacitet, ungefär som de som används i bensin-elektriska hybridfordon, för att hjälpa till att uppnå den extra accelerationen och kraften när krävde. Det betyder inte heller att mycket kraftfulla bilar inte kan tillverkas med bränsleceller, i själva verket är Hyperion XP-1 superbil en vätgasbil som kan accelerera från 0-100 km/h på cirka 2.6 sekunder och nå topphastigheter på 356 km/h.

För- och nackdelar med väte som bränsle

för- och nackdelar

Slutligen är det viktigt att lyfta fram fördelar och nackdelar som måste använda väte som bränsle för fordon:

Fördel

Bland de ventajas Från användningen av väte som bränsle har vi:

  • Noll utsläpp: vätefordon släpper bara ut vatten som en biprodukt. Därför bidrar du till miljön.
  • Snabb tankning: det tar bara några minuter att tanka, eftersom du bara behöver fylla vätgastankarna igen som du skulle göra med diesel eller bensin. Inget med elektriska att göra, som måste vara anslutna under lång tid för att ladda sitt batteri helt. Dessutom är den genomsnittliga kostnaden för en elbil cirka 8.5 euro per 100 km, liknande vad som går åt till bränslen som diesel eller bensin. Istället kan väte vara billigare.
  • Uppfyller EU:s mål: EU:s mål för att minska utsläppen uppfylls mer än väl av vätgasfordon. I EU:s förslag till 2030 är det tänkt att minska utsläppen av förorenande gaser med 35 % och vätgasbilen släpper ut 0.
  • Minsta underhåll: Dessa elmotorer behöver minimalt, enkelt och billigt underhåll, samtidigt som de är ganska pålitliga. Därför behöver du inte investera lika mycket som i ett fordon med förbränningsmotor i detta avseende.
  • Tyst: De är lika tysta som elektriska, så de kommer inte att bidra till den bullerförorening som finns i många städer.
  • Större autonomi: vätgasbilar har större autonomi, något väldigt viktigt. Medan elfordon har en räckvidd på 300 km i genomsnitt kan vätgasfordon uppnå mer än det dubbla. De skulle till och med kunna uppnå autonomi på mer än 2000 km inom en snar framtid.
  • Noll utsläpp: med DGT Zero Emissions-dekalen kan du parkera utan att betala en krona i städer, så du kan ha samma fördelar som med elbilar när du kör genom tätorter.
  • Tål extrema temperaturer: Till skillnad från 100 % elbilar kan vätgasbilar köra i mer extrema temperaturer. Det kommer knappast att märkas i fordonets prestanda eller i dess autonomi, något som händer med elektriska.

Nackdelar

Naturligtvis har även vätgasfordon dess nackdelar, som allt. De mest framträdande är:

  • Pris: Eftersom det inte är en så mogen teknik har vätgasfordon ett högre pris än konventionella bilar eller elbilar. Därför är det en detalj att ta hänsyn till. Men i längden kan du spara på bränsle och i verkstaden, med tanke på hur pålitliga de är. Dessutom måste det sägas att dessa bilar tenderar att gå ner i pris med tiden, eftersom tekniken för att skapa bränsleceller och även för vätgastankar kommer att mogna mer, vilket måste vara mycket säkert för att tåla höga tryck och undvika läckor vid olyckor, som kan leda till explosioner.
  • Få poäng att tanka: Eftersom det för närvarande är en minoritetsframdrivningsteknik, vilket är fallet med elbilen, finns det inte många poäng att tanka. Detta bör gradvis förändras. I Spanien, till exempel, kan platserna räknas på en hand, eftersom det bara finns cirka 6 punkter i Sevilla, Albacete, Puertollano, Zaragoza, Huesca och Barbastro. Andra länder, som Tyskland, har redan fler fordon av den här typen, och har som mål att nå upp till 500 tankställen.
  • Lite variation av modeller: Eftersom det inte är en så utbredd teknik finns det för närvarande få märken och modeller att välja mellan, även om detta också kommer att förändras allt eftersom och tillverkarna producerar dem i större skala. Dessutom bidrar inte bristen på tankställen eller vätgasnät till att uppmuntra försäljningen av denna typ av fordon. Men du har redan fantastiska vätgasbilar som Toyota Mirai, Hyundai Nexo, Honda Fuel Cell Clarity, Hyperion XP-1, BMW i Hydrogen NEXT, etc.
  • inte kompakt: Med tanke på vätgastankarnas och bränslecellens komplexitet tenderar dessa bilar att ha större dimensioner, så om du letar efter små verktyg kan du glömma det. Åtminstone för tillfället, tills en högre grad av packning uppnås. Även i vissa fall är stammen vanligtvis inte särskilt rymlig, eftersom andra mekaniska komponenter förbrukar en del av dess utrymme. I denna mening liknar de elektriska.
  • peligroso: Väte är mycket flyktigt och brandfarligt. Av denna anledning måste vätgastankar vara mycket motståndskraftiga och säkra, tåla stötar, undvika läckor med extra säkerhetssystem och motstå höga tryck. Allt för att hålla förare och andra passagerare säkra. Detta leder till ett annat härlett problem, och det är att bränslecellen och tankarna vanligtvis har en mer begränsad livslängd, givet säkerhetsföreskrifterna. För närvarande beräknas gränsen för en vätgastank vara 15 år, då den skulle behöva bytas ut mot en ny. När det gäller bränslecellen uppskattar vissa tillverkare att den kan minska sin effekt med 15 % efter att ha kört cirka 225.000 XNUMX km, även om de gradvis förbättras i detta avseende.

Följ oss på Google Nyheter

Bli först att kommentera

Lämna din kommentar

Din e-postadress kommer inte att publiceras. Obligatoriska fält är markerade med *

*

*

  1. Ansvarig för uppgifterna: Miguel Ángel Gatón
  2. Syftet med uppgifterna: Kontrollera skräppost, kommentarhantering.
  3. Legitimering: Ditt samtycke
  4. Kommunikation av uppgifterna: Uppgifterna kommer inte att kommuniceras till tredje part förutom enligt laglig skyldighet.
  5. Datalagring: databas värd för Occentus Networks (EU)
  6. Rättigheter: När som helst kan du begränsa, återställa och radera din information.