Vätgasbil

Vätgasenergi

Vätgas är det enklaste och vanligaste grundämnet i universum. Trots att det är enkelt och att det finns så mycket av det, förekommer väte inte naturligt som gas på jorden: det är alltid kombinerat med andra saker. Vätgas är energirik, men en motor som förbränner ren vätgas producerar nästan inga föroreningar.

Fördelar med vätgasenergi

• Vätgas kommer från vatten genom att det delas upp i syre och väte, så tillgången är nästan obegränsad.

• Eftersom väte är en tvåatomig molekyl är förbränningsprodukten endast vatten. Därför bildas inte de skadliga gaser som bensin- och dieselbilar producerar, t.ex. koldioxid.

• Vätgas i sig är inte giftigt. Därför är väte säkrare än någon annan gas vid ett utflöde.

Nackdelar med vätgasenergi

• Det är svårt att lagra den stora mängd som krävs för att tanka en bil.

• Vätgas tas ofta från icke förnybara resurser, som fossila bränslen.

Bränsleceller

I princip är bränsleceller elektrokemiska enheter som batterier som omvandlar den kemiska energin i ett bränsle direkt och mycket effektivt till elektricitet (DC) och värme, vilket gör att förbränning inte behövs. Till skillnad från ett batteri tar en bränslecell inte slut och behöver inte laddas upp. Den producerar energi i form av elektricitet och värme så länge som bränsle tillförs.

En bränslecell består av två elektroder som är placerade runt en elektrolyt. Syre passerar över den ena elektroden och väte över den andra, vilket genererar elektricitet, vatten och värme. Lager av material med olika elektrokemiska egenskaper är sammanfogade för att bilda en enda galvanisk cell. I hjärtat ligger ett membran som endast kan korsas av laddade molekyler. Gasgenomsläppliga elektroder som är belagda med en katalysator fäster vid detta membran och lägger till ett lager på vardera sidan. Elektroderna är i sin tur anslutna till en anordning som kan utnyttja elektricitet. Vätgas strömmar in i kanaler på cellens ena sida och vandrar genom den elektroden, medan samma sak sker med syrgas längs den motsatta elektroden. Under pådrivande av en katalysator får en gynnsam kemi vätgasen att oxidera till väteprotoner och avge sina elektroner till grannelektroden, som därmed blir anod. Denna negativa laddning följer sedan den minsta motståndets väg via den externa kretsen till den andra elektroden. Det är detta flöde av elektroner genom en krets som skapar elektricitet.

Problem som ska lösas för att vätgasbilen ska kunna användas i praktiken

Det viktigaste problemet i samband med den praktiska användningen av vätgasbilar är material för lagring av vätgas. Om den använder en bränslecell som genererar elektricitet genom en reaktion mellan väte och syre spelar ingen roll. Om metoden är att vätgasen sprutas till förbränningsmotorn spelar det däremot roll. Nu är vätgaslagringstankar med högst möjlighet metod som använder metallhydrid. Metallhydrid är en reversibel reaktion mellan metall och väte som ger upphov till en ny form av förening. Nu kommer tekniken för lagring av vätgas med hjälp av metallföreningar för lagring av vätgas till praktisk användning, men kapaciteten för lagring av vätgas per vikt motsvarar inte användarens efterfrågan, så denna teknik används inte i stor utsträckning ännu. Därför bör detta problem lösas.