Kütuseelement on energia tootmise seade, mis muundab kütuse keemilise energia elektrienergiaks hapniku või muude oksüdeerijate redoksreaktsiooni teel. Kõige levinum kütus on vesinik, mida võib mõista kui vee elektrolüüsi pöördreaktsiooni vesinikuks ja hapnikuks.
Erinevalt raketist ei tooda vesinikkütuseelement kineetilist energiat vesiniku ja hapniku ägeda põlemisreaktsiooni kaudu, vaid vabastab katalüütilise seadme abil vesiniku Gibbsi vabaenergia. Selle tööpõhimõte on see, et vesinik laguneb kütuseelemendi positiivses elektroodis katalüsaatori (tavaliselt plaatina) abil elektronideks ja vesinikioonideks (prootoniteks). Prootonid jõuavad negatiivse elektroodini läbi prootonvahetusmembraani ja reageerivad hapnikuga, moodustades vett ja soojust. Vastavad elektronid voolavad positiivsest elektroodist negatiivsesse elektroodi läbi välise vooluringi, et genereerida elektrienergiat. Sellel puudub kütusemootori puhul umbes 40% termiline efektiivsuse kitsaskoht ja vesinikkütuseelemendi efektiivsus võib kergesti ulatuda üle 60%.
Juba mõned aastad tagasi tunti vesinikenergiat uute energiasõidukite „lõpliku vormina“ tänu oma eelistele nagu nullsaaste, taastuvenergia, kiire hüdrogeenimine, täielik ulatus jne. Vesinikkütuseelementide tehniline teooria on küll täiuslik, kuid industrialiseerimise edenemine on tõsiselt maha jäänud. Üks suurimaid väljakutseid selle edendamisel on kulude kontroll. See hõlmab mitte ainult sõiduki enda maksumust, vaid ka vesiniku tootmise ja ladustamise kulusid.
Vesinikkütuseelementidega sõidukite arendamine sõltub vesinikkütuse infrastruktuuri rajamisest, näiteks vesiniku tootmisest, vesiniku ladustamisest, vesiniku transportimisest ja hüdrogeenimisest. Erinevalt puhastest trammidest, mida saab aeglaselt kodus või ettevõttes laadida, saab vesiniksõidukeid laadida ainult hüdrogeenimisjaamas, seega on nõudlus laadimisjaama järele pakilisem. Ilma täieliku hüdrogeenimisvõrgustikuta on vesiniksõidukite tööstuse areng võimatu.
Postituse aeg: 02.04.2021