Hva er prinsippet bak et hydrogenbrenselcellekjøretøy?

Brenselceller er en type kraftproduksjonsenhet som omdanner kjemisk energi i drivstoff til elektrisk energi ved redoksreaksjon av oksygen eller andre oksidanter. Det vanligste drivstoffet er hydrogen, som kan forstås som den omvendte reaksjonen av vannelektrolyse til hydrogen og oksygen.

I motsetning til raketter produserer ikke hydrogenbrenselceller kinetisk energi gjennom den voldsomme reaksjonen mellom forbrenning av hydrogen og oksygen, men frigjør Gibbs fri energi i hydrogenet gjennom en katalytisk enhet. Virkemåten er at hydrogen spaltes til elektroner og hydrogenioner (protoner) gjennom en katalysator (vanligvis platina) i den positive elektroden til brenselcellen. Protoner når den negative elektroden gjennom en protonutvekslingsmembran og reagerer med oksygen for å danne vann og varme. De tilsvarende elektronene strømmer fra den positive elektroden til den negative elektroden gjennom den eksterne kretsen for å generere elektrisk energi. Den har ingen flaskehals i termisk virkningsgrad på omtrent 40 % for en brenselmotor, og virkningsgraden til hydrogenbrenselceller kan lett nå mer enn 60 %.

Så tidlig som for noen få år siden har hydrogenenergi vært kjent som den «ultimate formen» for nye energikjøretøyer på grunn av fordelene med null forurensning, fornybar energi, rask hydrogenering, full rekkevidde og så videre. Den tekniske teorien bak hydrogenbrenselceller er imidlertid perfekt, men industrialiseringsfremgangen er alvorlig bakover. En av de største utfordringene med å fremme den er kostnadskontroll. Dette inkluderer ikke bare kostnaden for selve kjøretøyet, men også kostnaden for hydrogenproduksjon og -lagring.

Utviklingen av hydrogenkjøretøy med brenselceller er avhengig av bygging av hydrogendrivstoffinfrastruktur som hydrogenproduksjon, hydrogenlagring, hydrogentransport og hydrogenering. I motsetning til rene trikker, som kan lades sakte hjemme eller i bedriften, kan hydrogenkjøretøy kun lades på hydrogeneringsstasjonen, så etterspørselen etter ladestasjonen er mer presserende. Uten et komplett hydrogeneringsnettverk er utvikling av hydrogenkjøretøyindustrien umulig.