Waterstofmotors is die toekoms van die motorbedryf. Hoe werk waterstofmotors soos die Toyota Mirai en BMW X5?

Waterstofmotors beklee nog nie 'n sterk posisie in die mark nie. Min vervaardigers besluit om heeltemal op die ontwikkeling van hierdie tegnologie te fokus. Werk is steeds hoofsaaklik aan elektriese motors en minder besoedelende binnebrand- of hibriede enjins. Ten spyte van baie mededinging, is waterstofmotors 'n nuuskierigheid. Wat is die moeite werd om van hulle te weet?

Hoe werk waterstofenergie?

Die grootste voordeel van waterstofaangedrewe voertuie is hul omgewingsvriendelikheid. Dit is opmerklik hier dat om hulle op hierdie manier te kan definieer, dit nodig is om die beginsels van omgewingsbeskerming ook in die produksieproses te respekteer. 

Waterstofaangedrewe motors werk so dat hulle die elektrisiteit opwek wat nodig is om die voertuig te beweeg. Dit is moontlik danksy die geïnstalleerde brandstofselle met ’n waterstoftenk wat elektrisiteit opwek. Die elektriese battery dien as 'n buffer. Die teenwoordigheid daarvan in die hele enjinstelsel van die voertuig is nodig, byvoorbeeld tydens versnelling. Dit kan ook kinetiese energie absorbeer en berg tydens rem. 

Die proses wat in 'n waterstofenjin plaasvind 

Dit is ook die moeite werd om uit te vind wat presies in die waterstofenjin van die voertuig self gebeur. Die brandstofsel produseer elektrisiteit uit waterstof. Dit is as gevolg van omgekeerde elektrolise. Die reaksie self is dat waterstof en suurstof in die lug interaksie het om water te vorm. Dit genereer hitte en elektrisiteit om die elektriese motor aan te dryf.

Brandstofselle in waterstofmotors

PEM-brandstofselle word in waterstofaangedrewe voertuie gebruik. Dit is 'n polimeer elektrolitiese membraan wat die waterstof en suurstof wat die anode en katode omring, skei. Die membraan is slegs deurlaatbaar vir waterstofione. Terselfdertyd, by die anode, word waterstofmolekules in ione en elektrone geskei. Die waterstofione gaan dan deur die EMF na die katode, waar hulle met atmosferiese suurstof kombineer. So skep hulle water.

Aan die ander kant kan waterstofelektrone nie deur die EMK gaan nie. Daarom gaan hulle deur die draad wat die anode en katode verbind. Sodoende word elektrisiteit opgewek, wat die vastrapbattery laai en die motor se elektriese motor aandryf.

Wat is waterstof?

Dit word beskou as die eenvoudigste, oudste en terselfdertyd die mees algemene element in die hele heelal. Waterstof het geen spesifieke kleur of reuk nie. Dit is gewoonlik gasvormig en ligter as lug. In die natuur kom dit slegs in 'n gebonde vorm voor, byvoorbeeld in water.

Waterstof as brandstof - waar word dit vandaan verkry?

Die H2-element word verkry in die proses van elektrolise. Dit vereis gelykstroom en 'n elektroliet. Danksy hulle word water in afsonderlike komponente verdeel - waterstof en suurstof. Suurstof self word by die anode gevorm, en waterstof by die katode. H2 is dikwels 'n neweproduk van chemiese prosesse, aardgassintese of ru-olie-raffinering. 'n Beduidende deel van die waterstofvraag word deur hernubare energiebronne voorsien.

Waterstof uit hernubare bronne - watter grondstowwe val in hierdie groep?

Dit is die moeite werd om te verduidelik watter spesifieke materiale hernubare grondstowwe genoem kan word. Vir waterstof- en brandstofselvoertuie om volhoubaar te wees, moet brandstof afkomstig wees van bronne soos:

• fotovoltaïese;
• wind krag;
• water energie;
• sonkrag;
• geotermiese energie;
• biomassa.

Waterstofmotors – Toyota Mirai

Die 2022 Toyota Mirai, sowel as 2021, is een van die modelle wat die meeste deur klante gekies word. Mirai het 'n reikafstand van tot 555 km en 'n 134 kW elektriese motor wat agter in die motor geleë is. Energie word opgewek deur brandstofselle aan boord wat onder die voorste enjinkap van die motor geleë is. Waterstof word as primêre energie gebruik en in tenks in die sogenaamde kardantonnel onder die agtersitplekke geberg. Die tenks hou 5,6 kg waterstof by 700 bar. Die ontwerp van die Toyota Mirai is ook ’n voordeel – die ontwerp van die motor is nie futuristies nie, maar klassiek.

Mirai versnel tot 100 km/h in 9,2 sekondes en het 'n topspoed van 175 km/h.. Die Toyota Mirai lewer konstante krag en reageer baie goed op die bestuurder se bewegings – beide versnel en rem.

Waterstof BMW X5 - 'n motor wat die moeite werd is om aandag aan te gee

Die waterstofaangedrewe voertuigreeks sluit ook SUV's in. Een daarvan is die BMW X5 Hydrogen. Die model in sy ontwerp verskil nie van sy oond-eweknieë uit dieselfde reeks nie. Slegs die ligte panele of die ontwerp van die vellings mag verskil, maar dit is nie opvallende teenstrydighede nie. Die produk van die Beierse handelsmerk het twee tenks wat tot 6 kg gas kan stoor, sowel as brandstofselle met 'n kapasiteit van tot 170 pk. Interessant genoeg het BMW kragte saamgesnoer met Toyota. Die waterstofaangedrewe X5-model is ontwikkel met dieselfde tegnologie as die motors van die Asiatiese vervaardiger Hydrogen NEXT. 

Is waterstofmotors regtig groen?

Die grootste voordeel van waterstofmotors is dat hulle omgewingsvriendelik is. Of dit werklik die geval is, hang egter grootliks af van hoe waterstof geproduseer word. In 'n tyd wanneer die hoofmetode om brandstof te bekom produksie is deur gebruik te maak van aardgas, verminder elektrisiteit, wat op sigself omgewings- en emissievry is, nie alle besoedeling wat tydens die produksie van waterstof voorkom nie. Selfs na langdurige gebruik van die motor. ’n Waterstofmotor kan heeltemal groen genoem word as die energie wat nodig is om dit te bestuur, geheel en al van hernubare bronne kom. Terselfdertyd is die voertuig heeltemal veilig vir die omgewing. 

Waterstofmotors - opsomming

Elektriese voertuie het 'n steeds groter reikafstand en is ook baie pret om te bestuur. Dit kan egter 'n uitdaging wees om elektriese voertuie brandstof te vul. Motors met so 'n dryfkrag sal hulself uitstekend bewys in die omgewing van groot stede, soos Warskou.Daar is nog min waterstofvulstasies in ons land, maar dit behoort teen 2030 te verander, wanneer die aantal stasies tot meer as 100 sal toeneem, volgens Orlen.