1. Skladování vodíku :Vodík je uložen ve vysokotlaké nádrži na palubě vozidla. Vodík je typicky stlačen na přibližně 700-1000 bar (10 000-15 000 psi).
2. Reakce palivových článků :Srdcem vodíkového auta je jeho palivový článek. Uvnitř palivového článku reaguje plynný vodík (H2) s kyslíkem (O2) ze vzduchu za vzniku elektřiny, vody a tepla. Chemická reakce, která probíhá v palivovém článku, je:
2H2 + O2 → 2H2O + Teplo + Elektřina
3. Proton Exchange Membrane (PEM) :Uvnitř palivového článku je protonová výměnná membrána (PEM), která odděluje molekuly vodíku a kyslíku. PEM umožňuje průchod kladně nabitých vodíkových iontů (protonů) a blokuje elektrony.
4. Výroba elektřiny :Když vodíkové ionty procházejí PEM, spojují se s molekulami kyslíku a elektrony na druhé straně membrány. Tato reakce generuje elektrický proud, který pohání elektromotor vozidla.
5. Elektromotor :Elektřina vyrobená palivovým článkem pohání elektromotor, který pohání kola vozidla. Podobně jako u elektromobilu zajišťuje elektromotor potřebný točivý moment a rychlost pro pohon vozu.
6. Voda jako vedlejší produkt :Jedinou emisí z vozidla s vodíkovými palivovými články je vodní pára. Chemickou reakcí v palivovém článku vzniká jako vedlejší produkt čistá voda, která se uvolňuje výfukovým systémem.
7. Tankování vodíku :Vodíková auta lze tankovat na vodíkových čerpacích stanicích. Tankování vodíku je podobné jako tankování benzínového auta, ale vyžaduje specializované vybavení a vyškolený personál.
Výhody vodíkových aut :
- Nulové emise :Vozidla s vodíkovými palivovými články vypouštějí pouze vodní páru, díky čemuž jsou šetrná k životnímu prostředí a přispívají k čistšímu ovzduší.
- Vysoká účinnost :Vodíkové palivové články jsou velmi účinné při přeměně vodíku na elektřinu, což má za následek větší dojezd ve srovnání s vozidly poháněnými benzínem.
- Rychlé doplňování paliva :Tankování vodíku může být relativně rychlé, podobně jako tankování benzínu do auta.
Výzvy vodíkových aut :
- Výroba a infrastruktura vodíku :V současnosti je infrastruktura výroby a distribuce vodíku omezená, takže čerpacích stanic na vodík je vzácné.
- Vysoké výrobní náklady :Vozidla s vodíkovými palivovými články a infrastruktura potřebná pro výrobu a distribuci vodíku jsou stále drahé.
- Skladování vodíku :Skladování vodíku ve stlačené formě vyžaduje vysokotlaké nádrže, které mohou být objemné a zvyšují hmotnost vozidla.
Celkově jsou vodíková auta z hlediska udržitelnosti a účinnosti slibnou alternativou ke konvenčním vozidlům na benzínový pohon. Pro široké přijetí vozidel s vodíkovými palivovými články je však třeba řešit problémy související s výrobou vodíku, infrastrukturou a náklady.
