A hidrogénüzemű autók jelentik az autóipar jövőjét. Hogyan működnek az olyan hidrogénautók, mint a Toyota Mirai és a BMW X5?

A hidrogénüzemű autók még nem foglalnak el erős pozíciót a piacon. Kevés gyártó dönt úgy, hogy teljes mértékben ennek a technológiának a fejlesztésére összpontosít. A munka továbbra is főként villanymotorokon és kevésbé környezetszennyező belső égésű vagy hibrid motorokon folyik. A nagy verseny ellenére a hidrogénautók érdekességnek számítanak. Mit érdemes tudni róluk?

Hogyan működik a hidrogénenergia?

A hidrogénüzemű járművek legnagyobb előnye a környezetbarátság. Itt érdemes megjegyezni, hogy ahhoz, hogy ezeket így tudjuk meghatározni, a gyártás során is tiszteletben kell tartani a környezetvédelem elveit. 

A hidrogénüzemű autók úgy működnek, hogy termelik a jármű mozgatásához szükséges áramot. Ez az áramot termelő hidrogéntartállyal ellátott üzemanyagcelláknak köszönhetően lehetséges. Az elektromos akkumulátor pufferként működik. Jelenléte a jármű teljes motorrendszerében szükséges, például gyorsításkor. Fékezés közben is képes elnyelni és tárolni a mozgási energiát. 

A hidrogénmotorban végbemenő folyamat 

Azt is érdemes utánajárni, hogy pontosan mi történik magában a jármű hidrogénmotorjában. Az üzemanyagcella hidrogénből termel elektromosságot. Ennek oka a fordított elektrolízis. Maga a reakció az, hogy a levegőben lévő hidrogén és oxigén kölcsönhatásba lépve vizet képez. Ez hőt és elektromosságot termel az elektromos motor meghajtásához.

Üzemanyagcellák hidrogénüzemű autókban

A PEM üzemanyagcellákat hidrogénüzemű járművekben használják. Ez egy polimer elektrolitikus membrán, amely elválasztja az anódot és a katódot körülvevő hidrogént és oxigént. A membrán csak a hidrogénionok számára áteresztő. Ugyanakkor az anódon a hidrogénmolekulák ionokra és elektronokra válnak szét. A hidrogénionok ezután az EMF-en keresztül a katódra jutnak, ahol egyesülnek a légköri oxigénnel. Így vizet hoznak létre.

Másrészt a hidrogén elektronok nem tudnak átjutni az EMF-en. Ezért áthaladnak az anódot és a katódot összekötő vezetéken. Így áram keletkezik, ami tölti a vontatóakkumulátort és hajtja az autó villanymotorját.

Mi a hidrogén?

Ez a legegyszerűbb, legrégebbi és egyben a leggyakoribb elem az egész univerzumban. A hidrogénnek nincs specifikus színe vagy szaga. Általában gáz halmazállapotú és könnyebb a levegőnél. A természetben csak kötött formában fordul elő, például vízben.

A hidrogén mint üzemanyag – honnan nyerik?

A H2 elemet az elektrolízis során nyerik. Ehhez egyenáramra és elektrolitra van szükség. Ezeknek köszönhetően a víz különálló komponensekre - hidrogénre és oxigénre - osztódik. Maga az oxigén az anódon, a hidrogén a katódon képződik. A H2 gyakran kémiai folyamatok, földgázszintézis vagy kőolajfinomítás mellékterméke. A hidrogénigény jelentős részét megújuló energiaforrások fedezik.

Hidrogén megújuló forrásokból – mely nyersanyagok tartoznak ebbe a csoportba?

Érdemes tisztázni, mely konkrét anyagok nevezhetők megújuló nyersanyagnak. Ahhoz, hogy a hidrogén- és üzemanyagcellás járművek fenntarthatóak legyenek, az üzemanyagnak olyan forrásokból kell származnia, mint:

• fotovoltaik;
• Szélenergia;
• vízenergia;
• napenergia;
• geotermikus energia;
• biomassza.

Hidrogén autók – Toyota Mirai

A 2022-es Toyota Mirai, valamint a 2021-es modell a vásárlók által leggyakrabban választott modellek közé tartozik. A Mirai hatótávolsága akár 555 km, az autó hátulján pedig egy 134 kW-os villanymotor található. Az energiát az autó első motorházteteje alatt elhelyezett fedélzeti üzemanyagcellák termelik. A hidrogént primer energiaként használják, és a hátsó ülések alatti, úgynevezett kardánalagútban lévő tartályokban tárolják. A tartályok 5,6 kg hidrogént tárolnak 700 bar nyomáson. A Toyota Mirai dizájnja is előny - az autó dizájnja nem futurisztikus, hanem klasszikus.

A Mirai 100 másodperc alatt gyorsul 9,2 km/órára, végsebessége 175 km/óra.. A Toyota Mirai egyenletes erőt ad le, és nagyon jól reagál a vezető mozdulataira – mind a gyorsításra, mind a fékezésre.

Hidrogén BMW X5 - egy autó, amelyre érdemes figyelni

A hidrogénüzemű járműkínálatban SUV-k is szerepelnek. Az egyik a BMW X5 Hydrogen. A modell kialakításában nem különbözik az azonos sorozatú kemencés társaitól. Csak a világító panelek vagy a felnik kialakítása térhet el, de ezek nem feltűnő ellentmondások. A bajor márka termékének két tartálya van, amelyek legfeljebb 6 kg gáz tárolására alkalmasak, valamint üzemanyagcellák, amelyek kapacitása legfeljebb 170 LE. Érdekes módon a BMW összefogott a Toyotával. A hidrogénüzemű X5 modellt ugyanazzal a technológiával fejlesztették ki, mint az ázsiai Hydrogen NEXT gyártó autóit. 

Valóban zöldek a hidrogénautók?

A hidrogénautók fő előnye, hogy környezetbarátak. Az azonban, hogy ez valóban így van-e, nagymértékben a hidrogéntermelés módjától függ. Abban az időben, amikor az üzemanyag beszerzésének fő módja a földgázzal történő termelés, az önmagában környezet- és károsanyag-kibocsátásmentes villamos energia nem csökkenti a hidrogén előállítása során fellépő összes szennyezést. Hosszabb autóhasználat után is. Egy hidrogénes autót akkor nevezhetünk teljesen zöldnek, ha az üzemeltetéséhez szükséges energia teljes egészében megújuló forrásokból származik. Ugyanakkor a jármű teljesen biztonságos a környezet számára. 

Hidrogén autók – összefoglaló

Az elektromos járművek hatótávolsága egyre nagyobb, és vezetni is nagyon szórakoztató. Az elektromos járművek tankolása azonban kihívást jelenthet. Az ilyen meghajtású autók kiválóan bizonyítanak majd nagyvárosok, például Varsó környékén.Még mindig kevés a hidrogéntöltő állomás hazánkban, de ennek 2030-ra kell változnia, amikor az Orlen szerint több mint 100 állomásra nő a töltőállomások száma.