Какъв е принципът на превозното средство с водородни горивни клетки?

Горивната клетка е вид устройство за генериране на енергия, което преобразува химическата енергия в горивото в електрическа чрез редокс реакция на кислород или други окислители. Най-разпространеното гориво е водородът, което може да се разбира като обратна реакция на електролизата на водата до водород и кислород.

За разлика от ракетата, водородната горивна клетка не произвежда кинетична енергия чрез бурна реакция на изгаряне на водород и кислород, а освобождава свободната енергия на Гибс във водорода чрез каталитично устройство. Неговият принцип на работа е, че водородът се разлага на електрони и водородни йони (протони) чрез катализатор (обикновено платина) в положителния електрод на горивна клетка. Протоните достигат до отрицателния електрод през протонообменна мембрана и реагират с кислорода, за да образуват вода и топлина. Съответните електрони протичат от положителния електрод към отрицателния електрод през външната верига, за да генерират електрическа енергия. Той няма пречка за топлинна ефективност от около 40% за горивния двигател, а ефективността на водородните горивни клетки може лесно да достигне повече от 60%.

Още преди няколко години водородната енергия беше известна като „най-добрата форма“ на нови енергийни превозни средства по силата на своите предимства като нулево замърсяване, възобновяема енергия, бързо хидрогениране, пълен обхват и така нататък. Въпреки това, техническата теория за водородните горивни клетки е перфектна, но прогресът на индустриализацията е сериозно назад. Едно от най-големите предизвикателства при популяризирането му е контролът на разходите. Това включва не само цената на самото превозно средство, но и разходите за производство и съхранение на водород.

Развитието на превозни средства с водородни горивни клетки зависи от изграждането на инфраструктура за водородно гориво, като производство на водород, съхранение на водород, транспортиране на водород и хидрогениране. За разлика от чистите трамваи, които могат да се зареждат бавно у дома или в компанията, превозните средства с водород могат да се зареждат само в станцията за хидрогениране, така че търсенето на станция за зареждане е по-спешно. Без цялостна мрежа за хидрогениране развитието на автомобилната индустрия с водород е невъзможно.