Automobiliai su vandenilio kuro elementais turi daugybę privalumų. Jie neteršia gamtos, juos galima papildyti degalais vos per kelias minutes, o ir vandenilio šioje planetoje niekada nepritrūks. Tai kodėl jie neįsitvirtina? Iš tikrųjų, jie turi kelias rimtas problemas, bet Vaterlu universiteto mokslininkai mano, kad vieną iš jų jau galima išspręsti.
Automobiliai su vandenilio kuro elementais turi daugybę privalumų. Jie neteršia gamtos, juos galima papildyti degalais vos per kelias minutes, o ir vandenilio šioje planetoje niekada nepritrūks. Tai kodėl jie neįsitvirtina? Iš tikrųjų, jie turi kelias rimtas problemas, bet Vaterlu universiteto mokslininkai mano, kad vieną iš jų jau galima išspręsti.
„Toyota Mirai“ – pažangiausias vandenilinis automobilis pasaulyje
© Michal Setlak (CC BY-SA 4.0) | commons.wikimedia.org
Elektromobiliai, žinoma, yra labai geros transporto priemonės. Apie juos jau neverta kalbėti kaip apie ateitį – jie jau čia, laukia, kol juos įsigysite. Tačiau elektromobiliai vis dar turi tas pačias problemas – ilgą įkrovimo laiką ir nedidelį įveikiamą atstumą vienu įkrovimu. Su savo dyzeliniu automobiliu nuvažiuosite 800-1000 km, o tada tik penkioms minutėms užsuksite į vieną šalikelėje stovinčią degalinę. Tuo tarpu elektromobilio baterijos bus tuščios jau po 500 km ir įkrovimo stotelėje reikės praleisti nemažai laiko. Vandenilio kuro elementai šią problemą iš dalies pašalina.
Vandenilio bakų papildymas neužtrunka. Kuro elemente vandenilis susijungia su deguonimi, reakcijos metu generuojama energija ir vandens garai. Taigi, šie automobiliai yra pakankamai švarūs, gali būti greiti ir, svarbiausia, greitai papildomi degalais. Tačiau trūkumų yra labai daug.
Visų pirma, vandenilio kolonėlių yra labai mažai. Vandenilio atomai yra tokie maži ir slidūs, kad per mažiausią plyšį palieka net aukščiausios kokybės talpas. „Toyota Mirai“, pažangiausias automobilis su vandenilio kuro elementais, turi anglies pluoštu apvyniotas talpas, bet ir tai visiškai neišsprendžia šios problemos. Galiausiai, kuro elementai yra labai brangūs ir neilgaamžiai.
Vaterlu universiteto mokslininkai mano išsprendę bent vieną iš šių problemų. Inžinierius Xianguo Li mano, kad automobilių gamintojai į vandenilinius automobilius žiūri neteisingai – jie turėtų keisti hibridinius automobilius, o ne tuos, kuriuos varo vidaus degimo varikliai. Taigi, Li sukūrė vandenilio kuro elementą, kuris išskiria pastovų energijos kiekį. Tai supaprastina sistemą ir bent 10 kartų pailgina kuro elemento tarnavimo laiką.
Dabar naudojami kuro elementai pagal poreikį keičia generuojamos energijos kiekį. Tai yra, kai automobilis bėgėjasi, kuro elementas gamina daugiau energijos. Vėliau, kai automobilis stovi, energija apskritai nėra gaminama. Tokia banguota generuojamos energijos kreivė trumpina kuro elemento tarnavimo laiką ir reikalauja sudėtingos elektronikos.
Li mano, kad kuro elementas galėtų veikti kartu su baterija. Tai yra, papildžius vandenilio bakus, kuro elementas imtų įkrauti baterijas. Dalis energijos būtų naudojama automobilio varikliams, o dalis – baterijoms įkrauti. Baterijos galėtų būti įkraunamos ir kol automobilis stovi. Taip kuro elemento energijos gamybos kreivė būtų lygesnė, o sistemai reikėtų mažiau sudėtingos elektronikos. Tuo pačiu sumažėtų automobilyje saugomo vandenilio.
Tokioje sistemoje vandenilio kuro elementas būtų tik įveikiamą atstumą ilginantis generatorius. Tokį automobilį, jei taip nuspręstų gamintojas, būtų galima įkrauti ir įprastu būdu. Žinoma, didžiausia problema tuomet būtų svoris, tačiau Li teigia, kad masiškai gaminami tokio tipo kuro elementai bent jau nebūtų tokie brangūs. Mokslininko nuomone, tokie automobiliai jau dabar galėtų būti gaminami siekiant ekonominės naudos – tuo tarpu „Toyota Mirai“ nešė tik nuostolius.
Tik kažin, ar ši technologija įgaus pagreitį. Elektromobiliai tobulėja, o ir jų infrastruktūra nuolat gerėja. Įkrovimo stoteles galima įrengti praktiškai bet kur, o štai prie vandenilio talpyklų turėtų prisitaikyti degalinės. Vandeniliniai automobiliai turi tik vieną pranašumą – greitą bakų užpildymą, todėl greičiausiai taip ir netaps masiškai naudojami.
