Αυτοκίνητα υδρογόνου: Πώς λειτουργούν και ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά

Το υδρογόνο παράγει ηλεκτρική ενέργεια αντί να καίγεται.
Η κυψέλη καυσίμου είναι η «καρδιά» του συστήματος.
Δεξαμενές 700 bar και τεχνολογία αντίστοιχη των ηλεκτρικών.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των αυτοκινήτων υδρογόνου.

autoagora Team

Το υδρογόνο παράγει ηλεκτρική ενέργεια αντί να καίγεται

Τα αυτοκίνητα υδρογόνου (FCEV - Fuel Cell Electric Vehicles) αποτελούν μία εναλλακτική λύση απέναντι στα αμιγώς ηλεκτρικά μοντέλα, συνδυάζοντας τις μηδενικές εκπομπές ρύπων με τον γρήγορο ανεφοδιασμό και τη μεγάλη αυτονομία. Σε αντίθεση με ό,τι πιστεύουν πολλοί, το υδρογόνο δεν καίγεται μέσα στον κινητήρα, αλλά χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Το υδρογόνο αποθηκεύεται σε ειδικές δεξαμενές υψηλής πίεσης και διοχετεύεται στην κυψέλη καυσίμου (Fuel Cell), όπου μέσω ηλεκτροχημικής αντίδρασης παράγεται ηλεκτρική ενέργεια που τροφοδοτεί τον ηλεκτροκινητήρα. Το μοναδικό παραπροϊόν της διαδικασίας είναι νερό, γεγονός που σημαίνει ότι κατά την οδήγηση δεν εκπέμπονται διοξείδιο του άνθρακα ή άλλοι ρύποι.
 

Η κυψέλη καυσίμου είναι η «καρδιά» του συστήματος

Το σημαντικότερο εξάρτημα ενός αυτοκινήτου υδρογόνου είναι η κυψέλη καυσίμου, στην οποία πραγματοποιείται η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Στο εσωτερικό της, τα μόρια του υδρογόνου διαχωρίζονται σε πρωτόνια και ηλεκτρόνια μέσω μιας ειδικής μεμβράνης και ηλεκτροδίων από πλατίνα.
Τα ηλεκτρόνια δημιουργούν ηλεκτρικό ρεύμα που τροφοδοτεί τον ηλεκτροκινητήρα, ενώ τα πρωτόνια ενώνονται ξανά με τα ηλεκτρόνια παρουσία οξυγόνου, παράγοντας νερό. Η αντίδραση αυτή απελευθερώνει και θερμότητα, γι αυτό το σύστημα διαθέτει κύκλωμα ψύξης, το οποίο μπορεί να αξιοποιήσει μέρος της θερμότητας ακόμη και για τη θέρμανση της καμπίνας.

Μπορεί επίσης να σας ενδιαφέρει

Opel Frontera Electric: Το πιο προσιτό ηλεκτρικό οικογενειακό SUV της αγοράς
 

Δεξαμενές 700 bar και τεχνολογία αντίστοιχη των ηλεκτρικών

Το υδρογόνο αποθηκεύεται σε δεξαμενές υψηλής πίεσης έως 700 bar, κατασκευασμένες από σύνθετα υλικά υψηλής αντοχής. Η αποθήκευση σε τόσο υψηλή πίεση είναι απαραίτητη, καθώς διαφορετικά θα απαιτούνταν θερμοκρασίες περίπου -253°C για να διατηρηθεί σε υγρή μορφή, κάτι που δεν είναι πρακτικό για καθημερινή χρήση.
Πέρα από την κυψέλη καυσίμου και τις δεξαμενές, τα υπόλοιπα μηχανικά μέρη μοιάζουν πολύ με εκείνα ενός αμιγώς ηλεκτρικού αυτοκινήτου. Ο ηλεκτροκινητήρας, ο μετατροπέας ισχύος (inverter) και η μπαταρία υψηλής τάσης λειτουργούν αντίστοιχα με αυτά ενός EV. Η μπαταρία αποθηκεύει την ενέργεια που ανακτάται κατά το φρενάρισμα και παρέχει επιπλέον ισχύ όταν απαιτείται έντονη επιτάχυνση.
 

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των αυτοκινήτων υδρογόνου

Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα των αυτοκινήτων υδρογόνου είναι ότι ανεφοδιάζονται σε περίπου 3 έως 5 λεπτά, χρόνος αντίστοιχος ενός συμβατικού αυτοκινήτου βενζίνης ή diesel. Παράλληλα, μπορούν να προσφέρουν πολύ μεγάλη αυτονομία, γεγονός που τα καθιστά ιδιαίτερα ελκυστικά για μεγάλες αποστάσεις.
Ωστόσο, υπάρχουν και σημαντικά μειονεκτήματα. Η τεχνολογία των κυψελών καυσίμου παραμένει ακριβή, οι δεξαμενές υψηλής πίεσης αυξάνουν το κόστος κατασκευής, ενώ το δίκτυο πρατηρίων υδρογόνου είναι ακόμη εξαιρετικά περιορισμένο στις περισσότερες χώρες. Επιπλέον, από ενεργειακής άποψης τα οχήματα υδρογόνου θεωρούνται λιγότερο αποδοτικά από τα αμιγώς ηλεκτρικά, καθώς μεσολαβούν περισσότερα στάδια μέχρι η ενέργεια να φτάσει στους τροχούς.
Παρόλα αυτά, πολλοί κατασκευαστές εξακολουθούν να επενδύουν στην τεχνολογία, θεωρώντας ότι μπορεί να αποτελέσει σημαντική λύση κυρίως για μεγάλα οχήματα, επαγγελματικές μεταφορές και ταξίδια μεγάλων αποστάσεων στο μέλλον.