Vesinikautod on autotööstuse tulevik. Kuidas töötavad vesinikautod, nagu Toyota Mirai ja BMW X5?

Vesinikautodel ei ole veel turul tugevat positsiooni. Vähesed tootjad otsustavad keskenduda täielikult selle tehnoloogia arendamisele. Töö käib endiselt peamiselt elektrimootorite ja vähem saastavate sisepõlemis- või hübriidmootorite kallal. Vaatamata suurele konkurentsile on vesinikuautod uudishimulikud. Mida tasub nende kohta teada?

Kuidas vesinikenergia töötab?

Vesinikmootoriga sõidukite suurim eelis on nende keskkonnasõbralikkus. Siinkohal tasub tähele panna, et selleks, et neid sellisel viisil defineerida, on vaja austada keskkonnakaitse põhimõtteid ka tootmisprotsessis. 

Vesinikkütusel töötavad autod töötavad nii, et toodavad sõiduki liigutamiseks vajalikku elektrit. See on võimalik tänu paigaldatud kütuseelementidele koos vesinikupaagiga, mis toodab elektrit. Elektriaku toimib puhvrina. Selle olemasolu kogu sõiduki mootorisüsteemis on vajalik näiteks kiirendamise ajal. Samuti võib see neelata ja salvestada kineetilist energiat pidurdamise ajal. 

Protsess, mis toimub vesinikmootoris 

Samuti tasub uurida, mis täpselt toimub sõiduki enda vesinikmootoris. Kütuseelement toodab elektrit vesinikust. See on tingitud pöördelektrolüüsist. Reaktsioon ise seisneb selles, et vesinik ja hapnik õhus interakteeruvad, moodustades vett. See toodab soojust ja elektrit elektrimootori käitamiseks.

Kütuseelemendid vesinikautodes

PEM-kütuseelemente kasutatakse vesinikkütusega sõidukites. See on polümeerne elektrolüütiline membraan, mis eraldab anoodi ja katoodi ümbritseva vesiniku ja hapniku. Membraan on läbilaskev ainult vesinikuioonidele. Samal ajal eraldatakse anoodil vesiniku molekulid ioonideks ja elektronideks. Seejärel liiguvad vesinikuioonid läbi EMF-i katoodile, kus nad ühinevad atmosfäärihapnikuga. Seega loovad nad vett.

Teisest küljest ei saa vesiniku elektronid EMF-i läbida. Seetõttu läbivad nad anoodi ja katoodi ühendavat traati. Nii tekib elekter, mis laeb veoakut ja käitab auto elektrimootorit.

Mis on vesinik?

Seda peetakse kõige lihtsamaks, vanimaks ja samal ajal kõige levinumaks elemendiks kogu universumis. Vesinikul pole spetsiifilist värvi ega lõhna. Tavaliselt on see gaasiline ja õhust kergem. Looduses esineb seda ainult seotud kujul, näiteks vees.

Vesinik kütusena – kuidas seda saadakse?

Element H2 saadakse elektrolüüsi käigus. Selleks on vaja alalisvoolu ja elektrolüüti. Tänu neile jaguneb vesi eraldi komponentideks - vesinikuks ja hapnikuks. Hapnik ise moodustub anoodil ja vesinik katoodil. H2 on sageli keemiliste protsesside, maagaasi sünteesi või toornafta rafineerimise kõrvalsaadus. Märkimisväärne osa vesiniku nõudlusest kaetakse taastuvate energiaallikatega.

Vesinik taastuvatest allikatest – millised toorained kuuluvad sellesse rühma?

Tasub selgitada, milliseid konkreetseid materjale saab nimetada taastuvaks tooraineks. Vesinik- ja kütuseelemendiga sõidukite jätkusuutlikkuse tagamiseks peab kütus pärinema järgmistest allikatest:

• fotogalvaanika;
• tuuleenergia;
• veeenergia;
• päikeseenergia;
• maasoojusenergia;
• biomass.

Vesinikautod – Toyota Mirai

2022. aasta Toyota Mirai, nagu ka 2021. aasta mudel, on klientide seas üks enim valitud mudeleid. Mirai sõiduulatus on kuni 555 km ja 134 kW elektrimootor asub auto tagaosas. Energiat toodavad parda kütuseelemendid, mis asuvad auto esikapoti all. Vesinikku kasutatakse primaarenergiana ja seda hoitakse paakides nn kardaantunnelis tagaistmete all. Paagid mahutavad 5,6 kg vesinikku 700 baari juures. Ka Toyota Mirai disain on eeliseks - auto disain pole futuristlik, vaid klassikaline.

Mirai kiirendab 100 km/h 9,2 sekundiga ja selle tippkiirus on 175 km/h.. Toyota Mirai annab ühtlase võimsuse ja reageerib väga hästi juhi liigutustele – nii kiirendades kui pidurdades.

Vesinik BMW X5 - auto, millele tasub tähelepanu pöörata

Vesinikmootoriga sõidukite valikusse kuuluvad ka linnamaasturid. Üks neist on BMW X5 vesinik. Mudel oma disaini poolest ei erine sama seeria ahju kolleegidest. Erineda võivad ainult valguspaneelid või velgede disain, kuid need ei ole silmatorkavad ebakõlad. Baieri kaubamärgi tootel on kaks paaki, mis suudavad hoida kuni 6 kg gaasi, samuti kütuseelemendid võimsusega kuni 170 hj. Huvitaval kombel on BMW ühendanud jõud Toyotaga. Vesiniku jõul töötav mudel X5 on välja töötatud sama tehnoloogiaga, mis Aasia tootja Hydrogen NEXT autod. 

Kas vesinikuautod on tõesti rohelised?

Vesinikautode peamine eelis on nende keskkonnasõbralikkus. Kas see aga tegelikult nii on, sõltub suuresti sellest, kuidas vesinikku toodetakse. Ajal, mil kütuse peamiseks saamise meetodiks on tootmine maagaasil, ei vähenda elekter, mis on iseenesest keskkonna- ja heitmevaba, kogu vesiniku tootmisel tekkivat saastet. Isegi pärast auto pikemaajalist kasutamist. Vesinikautot võib nimetada täiesti roheliseks, kui selle käitamiseks vajalik energia pärineb täielikult taastuvatest allikatest. Samas on sõiduk keskkonnale täiesti ohutu. 

Vesinikautod – kokkuvõte

Elektrisõidukitel on üha suurem sõiduulatus ja nendega on ka väga lõbus sõita. Elektrisõidukite tankimine võib aga olla väljakutse. Sellise ajamiga autod tõestavad end suurepäraselt suurte linnade, näiteks Varssavi, läheduses.Vesinikutanklaid on meie riigis veel vähe, kuid see peaks muutuma aastaks 2030, mil jaamade arv kasvab Orleni hinnangul üle 100.