Vozidla poháněná vodíkem nebo vozidla palivových článků (FCV) využívají chemickou reakci k výrobě elektřiny a napájení vozidla. Zde je rozpis toho, jak fungují:
1. Skladování vodíku:
* palivová nádrž: Vozidlo ukládá vodíkový plyn ve vysokotlaké nádrži. Tato nádrž je obvykle vyrobena z lehkých materiálů, jako je uhlíkové vlákno, aby se snížila hmotnost.
* typy skladování vodíku:
* komprimovaný vodík: Uloženo pod vysokým tlakem (350-700 bar).
* kapalina: Uloženo při extrémně nízkých teplotách (-253 ° C).
* Ukládání vodíku v pevném státě: Ve vývoji, používat materiály k chemickému ukládání vodíku.
2. Palivový článek:
* Elektrochemická reakce: Srdcem systému je palivový článek, kde vodíkový plyn reaguje s kyslíkem ze vzduchu za vzniku elektřiny, vody a tepla.
* komponenty:
* anoda: Vodíkový plyn vstupuje do anody, kde katalyzátor rozdělí molekuly vodíku na protony a elektrony.
* elektrolyt: Protony procházejí membránou pro výměnu protonu (PEM) na katodu.
* katoda: Kyslík reaguje s elektrony a protony za vzniku molekul vody.
* elektrický proud: Tok elektronů externím obvodu vytváří elektřinu.
3. Elektrický motor:
* Zdroj napájení: Elektřina vyrobená palivovými články pohání elektrický motor.
* Provoz elektrického motoru: Motor přeměňuje elektrickou energii na mechanickou energii, která řídí kola vozidla.
4. Energetická účinnost:
* Vysoká účinnost: Palivové články jsou vysoce efektivní a přeměňují asi 60% energie vodíku na elektřinu.
* čisté emise: Jedinou emisí z vozidla je vodní pára.
5. Výhody vodíkových vozidel:
* Emise nulového ocasu: Neprodukují žádné škodlivé znečišťující látky, což je činí šetrné k životnímu prostředí.
* Vysoká účinnost: Mají vysokou účinnost přeměny energie.
* rychlé doplňování doplňování: Doba doplňování doplňování je podobná benzínovým vozidlům.
* dlouhý dosah: Vodíková vozidla mohou cestovat srovnatelnými vzdálenostmi s benzínovými vozidly.
6. Výzvy vodíkových vozidel:
* infrastruktura vodíku: Budování rozsáhlé infrastruktury paliva vodíku je drahé a časově náročné.
* Produkce vodíku: Produkce velkého množství čistého vodíku je zásadní.
* náklady: Vodíkové vozidla jsou v současné době dražší než benzínová vozidla.
* bezpečnostní obavy: Vodík je hořlavý a vyžaduje pečlivé zacházení.
Celkově nabízejí vozidla poháněná vodíkem slibné řešení pro snižování emisí skleníkových plynů a podporu udržitelné dopravy. K tomu, aby byly široce přístupné a cenově dostupné, je však zapotřebí významného technologického pokroku a rozvoje infrastruktury.
