Kütuseelement on omamoodi elektritootmisseade, mis muudab kütuses sisalduva keemilise energia hapniku või muude oksüdeerijate redoksreaktsiooni teel elektrienergiaks. Kõige tavalisem kütus on vesinik, mida võib mõista kui vee elektrolüüsi pöördreaktsiooni vesinikule ja hapnikule.
Erinevalt raketist ei tooda vesinikkütuseelement kineetilist energiat vesiniku ja hapniku põlemise ägedal reaktsioonil, vaid vabastab Gibbsi vaba energia vesinikus katalüütilise seadme kaudu. Selle tööpõhimõte seisneb selles, et vesinik laguneb elektronideks ja vesinikioonideks (prootoniteks) läbi katalüsaatori (tavaliselt plaatina) kütuseelemendi positiivses elektroodis. Prootonid jõuavad negatiivse elektroodini läbi prootonivahetusmembraani ja reageerivad hapnikuga, moodustades vett ja soojust. Vastavad elektronid voolavad positiivselt elektroodilt negatiivsele elektroodile läbi välise ahela, et genereerida elektrienergiat. Sellel ei ole kütusemootori jaoks umbes 40% soojustõhususe pudelikaela ja vesinikkütuseelemendi efektiivsus võib kergesti ulatuda üle 60%.
Juba paar aastat tagasi tunti vesinikenergiat uute energiasõidukite "ülima vormina" selle eeliste tõttu, nagu saastevaba, taastuvenergia, kiire hüdrogeenimine, täisulatus ja nii edasi. Vesinikkütuseelementide tehniline teooria on aga täiuslik, kuid industrialiseerimise areng on tõsiselt maha jäänud. Selle edendamise üks suurimaid väljakutseid on kulude kontroll. See ei hõlma mitte ainult sõiduki enda maksumust, vaid ka vesiniku tootmise ja ladustamise kulusid.
Vesinikkütuseelemendiga sõidukite areng sõltub vesinikkütuse infrastruktuuri ehitamisest, nagu vesiniku tootmine, vesiniku salvestamine, vesiniku transport ja hüdrogeenimine. Erinevalt puhastest trammidest, mida saab aeglaselt laadida nii kodus kui ka ettevõttes, saab vesiniksõidukeid laadida vaid hüdrogeenimisjaamas, mistõttu on laadimisjaama järele kiirem nõudlus. Ilma täieliku hüdrogeenimisvõrguta on vesinikuga sõidukitööstuse areng võimatu.
Postitusaeg: aprill-02-2021