Mașinile cu hidrogen sunt viitorul industriei auto. Cum funcționează mașinile cu hidrogen precum Toyota Mirai și BMW X5?

Mașinile cu hidrogen nu ocupă încă o poziție puternică pe piață. Puțini producători decid să se concentreze în totalitate pe dezvoltarea acestei tehnologii. Se lucrează în continuare în principal la motoare electrice și la motoare cu ardere internă sau hibride mai puțin poluante. În ciuda concurenței mari, mașinile cu hidrogen sunt o curiozitate. Ce merită să știi despre ei?

Cum funcționează energia hidrogenului?

Cel mai mare avantaj al vehiculelor alimentate cu hidrogen este respectarea mediului. Este de remarcat aici că pentru a le putea defini astfel, este necesar să se respecte principiile de protecție a mediului și în procesul de producție. 

Mașinile alimentate cu hidrogen funcționează în așa fel încât să genereze electricitatea necesară pentru deplasarea vehiculului. Acest lucru este posibil datorită pilelor de combustibil instalate cu un rezervor de hidrogen care generează electricitate. Bateria electrică acționează ca un tampon. Prezența sa în întregul sistem motor al vehiculului este necesară, de exemplu, în timpul accelerației. De asemenea, poate absorbi și stoca energia cinetică în timpul frânării. 

Procesul care are loc într-un motor cu hidrogen 

De asemenea, merită să aflați ce se întâmplă exact în motorul cu hidrogen al vehiculului însuși. Pila de combustibil produce energie electrică din hidrogen. Acest lucru se datorează electrolizei inverse. Reacția în sine este aceea că hidrogenul și oxigenul din aer interacționează pentru a forma apă. Aceasta generează căldură și electricitate pentru a conduce motorul electric.

Pile de combustie în mașinile cu hidrogen

Pilele de combustibil PEM sunt utilizate în vehiculele alimentate cu hidrogen. Este o membrană electrolitică polimerică care separă hidrogenul și oxigenul din jurul anodului și catodului. Membrana este permeabilă numai la ionii de hidrogen. În același timp, la anod, moleculele de hidrogen sunt separate în ioni și electroni. Ionii de hidrogen trec apoi prin EMF către catod, unde se combină cu oxigenul atmosferic. Astfel, ele creează apă.

Pe de altă parte, electronii de hidrogen nu pot trece prin EMF. Prin urmare, trec prin firul care conectează anodul și catodul. În acest fel, se generează energie electrică, care încarcă bateria de tracțiune și antrenează motorul electric al mașinii.

Ce este hidrogenul?

Este considerat cel mai simplu, mai vechi și în același timp cel mai comun element din întreg universul. Hidrogenul nu are culoare sau miros specific. De obicei este gazos și mai ușor decât aerul. În natură, apare numai într-o formă legată, de exemplu, în apă.

Hidrogenul ca combustibil - cum se obține?

Elementul H2 se obține în procesul de electroliză. Acest lucru necesită curent continuu și un electrolit. Datorită acestora, apa este împărțită în componente separate - hidrogen și oxigen. Oxigenul însuși se formează la anod, iar hidrogenul la catod. H2 este adesea un produs secundar al proceselor chimice, sintezei gazelor naturale sau rafinării petrolului brut. O parte semnificativă a cererii de hidrogen este satisfăcută de surse regenerabile de energie.

Hidrogenul din surse regenerabile - ce materii prime se încadrează în acest grup?

Merită să clarificăm ce materiale specifice pot fi numite materii prime regenerabile. Pentru ca vehiculele cu hidrogen și cu celule de combustibil să fie durabile, combustibilul trebuie să provină din surse precum:

• fotovoltaice;
• energie eoliana;
• energia apei;
• energie solara;
• energie geotermală;
• biomasa.

Mașini cu hidrogen – Toyota Mirai

Toyota Mirai 2022, precum și 2021, este unul dintre modelele cel mai frecvent alese de clienți. Mirai are o autonomie de până la 555 km și un motor electric de 134 kW situat în spatele mașinii. Energia este generată de celulele de combustie de la bord situate sub capota din față a mașinii. Hidrogenul este folosit ca energie primară și stocat în rezervoare în așa-numitul tunel cardan de sub scaunele din spate. Rezervoarele dețin 5,6 kg de hidrogen la 700 bar. Designul Toyota Mirai este, de asemenea, un avantaj - designul mașinii nu este futurist, ci clasic.

Mirai accelerează până la 100 km/h în 9,2 secunde și are o viteză maximă de 175 km/h.. Toyota Mirai oferă o putere constantă și răspunde foarte bine la mișcările șoferului - atât la accelerare, cât și la frânare.

Hidrogen BMW X5 - o mașină la care merită să acordați atenție

Gama de vehicule pe bază de hidrogen include și SUV-uri. Unul dintre ele este BMW X5 Hydrogen. Modelul în designul său nu diferă de omologii săi de cuptor din aceeași serie. Doar panourile luminoase sau designul jantelor pot diferi, dar acestea nu sunt inconsecvențe vizibile. Produsul brandului bavarez are două rezervoare capabile să stocheze până la 6 kg de gaz, precum și celule de combustie cu o capacitate de până la 170 CP. Interesant este că BMW și-a unit forțele cu Toyota. Modelul X5 alimentat cu hidrogen este dezvoltat folosind aceeași tehnologie ca și mașinile producătorului asiatic Hydrogen NEXT. 

Mașinile cu hidrogen sunt cu adevărat verzi?

Principalul avantaj al mașinilor cu hidrogen este că sunt ecologice. Cu toate acestea, dacă acesta este de fapt cazul depinde în mare măsură de modul în care este produs hidrogenul. Într-o perioadă în care principala metodă de obținere a combustibilului este producția cu gaze naturale, electricitatea, care în sine este ecologică și fără emisii, nu reduce toată poluarea care apare în timpul producerii hidrogenului. Chiar și după utilizarea prelungită a mașinii. O mașină cu hidrogen poate fi numită complet verde dacă energia necesară pentru a o conduce provine în întregime din surse regenerabile. În același timp, vehiculul este complet sigur pentru mediu. 

Mașini cu hidrogen - rezumat

Vehiculele electrice au o autonomie din ce în ce mai mare și sunt, de asemenea, foarte distractiv de condus. Cu toate acestea, realimentarea vehiculelor electrice poate fi o provocare. Mașinile cu o astfel de unitate se vor dovedi excelent în vecinătatea orașelor mari, precum Varșovia.În țara noastră există încă puține stații de alimentare cu hidrogen, dar acest lucru ar trebui să se schimbe până în 2030, când numărul de stații va crește la peste 100, potrivit Orlen.