За водородными топливными элементами будущее транспорта?

Технология топливных элементов разрабатывается с начало 1900-х годов. Однако мы только сейчас достигли стадии, когда можем использовать эту технологию в больших масштабах. Что нам дадут водородные топливные элементы?

Проще говоря, у нас будут потребительские автомобили с многоразовыми топливными элементами, приводящими в действие электродвигатели, которые обеспечивают нулевой уровень выбросов и работают без необходимости заправки каждые 100–200 миль. Золотым ключом здесь является их способность обеспечить экологически чистый транспорт из зеленой энергии. Однако предстоит еще много работы, прежде чем мы увидим, что это действительно реализовано.

Но сначала давайте посмотрим на вещи поближе. Что такое технология водородных топливных элементов?

Топливный элемент, как и батарея, обеспечивает нас электрическим током. Однако, в отличие от батареи, которая хранит энергию, топливный элемент создает ее сам. Водород действует как источник и реагирует с кислородом посредством электрохимического процесса с образованием электрического заряда. Затем это электричество используется для питания автомобиля. Топливный элемент также будет давать нам только воду и тепло в качестве отходов, в отличие от альтернатив сжигания, использующих нефть в качестве исходного топлива.

Хотя кажется, что аккумуляторы победили, на данный момент эксперты прогнозируют, что топливные элементы в конечном итоге превзойдут их. Отчасти потому, что они не наносят такого вреда окружающей среде, как аккумуляторы.

Добыча металлов, таких как Co, Li, Cu и Ni, всегда может быть причиной беспокойства по поводу безопасности рабочих и окружающей среды. При переработке также образуется CO2, который вреден для окружающей среды. С другой стороны, электромобили также наносят вред окружающей среде. Хотя они не выделяют выхлопных газов, они используют батареи, которые выделяют токсичные пары.

Соучредитель и генеральный директор Tesla Илон Маск, однако, назвал водородные топливные элементы «невероятно глупыми» и «кучей мусора». Но автомобильная промышленность требует другого мнения. Опрос, проведенный KPMG в 2017 году среди 1000 руководителей высшего звена, показал, что водородные топливные элементы имеют лучшее долгосрочное будущее, чем электромобили. Согласно опубликованному отчету, "электромобили на батареях выйдут из строя из-за проблем с инфраструктурой, а электромобили на топливных элементах (FCEV) рассматриваются как настоящий прорыв в области электромобильности".

Каковы преимущества водородных топливных элементов?

• Водородные топливные элементы не производят вредных выбросов и являются экологичным топливом по сравнению с альтернативами на ископаемом топливе.
• Автомобили, работающие на водородных топливных элементах, заправляются быстрее, чем заряжающиеся электромобили — примерно за 3–5 минут.
• Автомобили, использующие водород в качестве источника топлива, могут преодолевать гораздо большие расстояния по сравнению с электромобилями. Дальность действия составляет около 300 миль.
• Водородные топливные элементы обладают более высокой эффективностью и могут производить гораздо больше энергии для устройств.

Однако на пути внедрения технологии водородных топливных элементов существуют серьезные препятствия.

Барьеры для водородных топливных элементов:

• Места для заправки немногочисленны и недоступны. Инфраструктура, необходимая для поддержки этих транспортных средств в больших масштабах, отсутствует.
• Сегодня одним из самых больших препятствий на пути использования водородных топливных элементов является стоимость. Сама технология не совсем дешевая.
• Хотя водород легко доступен, его трудно хранить и транспортировать. Кроме того, водород является легковоспламеняющимся газом, и его безопасная транспортировка и хранение требуют больших затрат.

Технология губки для ванн:потенциальный прорыв?

Новая технология, разработанная Северо-Западным университетом в Эванстоне, может стать потенциальным прорывом в области безопасного хранения водорода. Технология губки для ванн, также известная как продукт NU-1501, способна удерживать и выпускать большие объемы газа при более низком давлении и стоимости.

Почему пользователям следует выбирать технологию водородных топливных элементов?

Дэвид Венгер, генеральный менеджер немецкой компании Wenger Engineering Gmbh, которая находится на переднем крае продвижения топливных элементов в Европе, говорит:«Питание от батареи — это не решение всех проблем. Например, тем, кто живет в больших городах, будет очень сложно заряжать электромобили. Переход на водород будет медленным, но верным, и я предполагаю, что к 2030 году 5% легковых и грузовых автомобилей в Германии будут работать на топливных элементах».

По словам профессора Калгатги, основная проблема этой технологии заключается в распределении и хранении, т. е. в доставке туда, где находятся транспортные средства. Тем не менее, технология губки для ванн может быть весьма полезной.

Он также говорит, что по мере того, как возобновляемые источники энергии, то есть ветер и солнечная энергия, станут более распространенными источниками электроэнергии, придет время, когда у нас будет избыток электроэнергии. Мы можем использовать эту избыточную электроэнергию для производства водорода, а не хранить его в батареях, которые затем можно будет доставить туда, где это необходимо. Короче говоря, водород для транспорта также может использовать возобновляемую энергию, которая в настоящее время тратится впустую.