Vozilo s gorivim ćelijama (FCEV) pokreće elektromotor, baš kao i baterijski električni automobil. Razlika je u izvoru struje: umjesto velike baterije koja se puni iz mreže, takav automobil nosi rezervoare s vodikom i struju proizvodi tokom vožnje. Tehnologija postoji u serijskoj proizvodnji, a primjeri su modeli Toyota Mirai i Hyundai Nexo, ali je na cestama i dalje rijetka.
Šta se dešava u gorivoj ćeliji
Goriva ćelija nije motor u kojem vodik sagorijeva. U njoj se vodik iz rezervoara i kisik iz zraka spajaju elektrohemijskim putem, preko posebne membrane. Pri tome nastaju električna struja, toplota i voda, koja kroz ispuh izlazi kao vodena para. Više pojedinačnih ćelija složeno je u sklop koji daje dovoljnu snagu za pogon.
Uz gorivu ćeliju ugrađena je i manja baterija. Ona prima energiju pri kočenju i pomaže pri naglim ubrzanjima, kada je potrebno više snage nego što ćelija u tom trenutku daje.
Rezervoari i točenje
Vodik je najlakši gas, pa ga je za upotrebljiv domet potrebno snažno sabiti. U putničkim automobilima čuva se u rezervoarima od kompozitnih materijala pod vrlo visokim pritiskom, tipično oko 700 bara. Točenje podsjeća na ono na klasičnoj pumpi i traje nekoliko minuta, što je glavna praktična prednost u odnosu na punjenje baterije.
Prednosti i ograničenja
- Brzo točenje i domet uporediv s klasičnim automobilima, bez lokalnih štetnih emisija iz ispuha.
- Malo stanica. Mreža pumpi za vodik vrlo je rijetka i u mnogim državama ne postoji, što upotrebu ograničava na područja oko postojećih stanica.
- Niža ukupna efikasnost. Struja se prvo troši na proizvodnju vodika, zatim se vodik sabija i prevozi, pa se u vozilu ponovo pretvara u struju. Na tom putu izgubi se znatno više energije nego kada se baterija puni direktno.
- Porijeklo vodika. Najveći dio vodika danas se proizvodi iz prirodnog gasa, uz emisije ugljen-dioksida. „Zeleni“ vodik, dobijen elektrolizom vode pomoću struje iz obnovljivih izvora, zasad čini mali dio proizvodnje.
- Cijena i složenost. Gorive ćelije, rezervoari i infrastruktura skupi su, a male serije ne pomažu snižavanju troškova.
Gdje vodik ima više izgleda
Zbog navedenih ograničenja, mnogi stručnjaci veću ulogu vodika vide izvan putničkih automobila: u teškom teretnom saobraćaju na dugim relacijama, autobusima, željeznici na neelektrificiranim prugama te u industriji. U tim primjenama masa baterija i vrijeme punjenja predstavljaju veći problem, a vozila se često toče na unaprijed poznatim mjestima.
Treba razlikovati i motore s unutrašnjim sagorijevanjem prilagođene vodiku, na kojima rade pojedini proizvođači. To je druga tehnologija od gorive ćelije, s drugačijim prednostima i manama.
Kako će se ova oblast razvijati, zavisi od cijene proizvodnje vodika, izgradnje stanica i propisa, a sve troje se mijenja. Za sada je vodik u putničkim automobilima tehnički zanimljivo, ali usko rješenje.
