Onko vetypolttokenno-auto tulevaisuudessa?

Sähköauto-areenalla on uusi kilpailija, josta yksi suurimmista pelaajista, kuten Toyota ja Honda, ovat suuria panostuksia. Se on polttokenno sähköauto, tai FCEV.

FCEV: t käyttävät vetyä, happea ja katalyyttiä sähköä varten aluksessa, mikä poistaa raskaat, suuret ja kalliit akut, joihin akku sähköautot turvautuvat.

Polttokenno-auton säiliö voidaan täyttää pakatulla vetykaasulla muutamassa minuutissa, aivan kuten tavanomaisen auton kaasuttaminen. Se on paljon nopeampaa kuin tuntia, jonka akku sähkö voi viedä kiinni sähköiseen latausjohtoon, ja kun FCEV: t pystyvät matkustamaan 250 tai enemmän kilometriä täytön aikana, ne voivat sivuuttaa alueen ahdistusta, joka on vaimentanut kuluttajien innostusta sähköiseen.

Vähittäismarkkinoilla on kuitenkin tähän mennessä vain kaksi mallia, joista kolmasosa on suunniteltu käynnistymään vuoden 2016 loppupuolella. Myynti on rajoitettu Kalifornian suurimpiin Los Angelesiin ja San Franciscon / Silicon Valley -alueisiin. maan vähäinen kourallinen vetyasemilla.

Polttokennoautot eivät ole halpoja. Prototyyppimalleista kerrottiin tuottaville valmistajille viileä miljoona dollaria. Kustannukset ovat laskeneet merkittävästi sen jälkeen, mutta nyt FCEV: t rajoittuvat ylempiin tuloihin.

Silti lähes kaikki suuret automaker kehittävät polttokennoteknologiaa, ja lähes tusinaa mallia odotetaan käynnistyvän maailmanlaajuisesti vuoteen 2020 mennessä.

Tulevaisuudessa voi olla yksi, joten katsokaamme, mitä siellä on ja polttokennoauton plussat ja miinukset.

Ajoneuvot

Vain vuokraava Hyundai Tucson FCEV oli ensimmäinen markkinoille, ja 125 on tiellä USA: ssa vuoden 2014 puolivälistä lähtien. Kompakti maastoauto vuokrataan 499 dollaria kuukaudessa kolmeksi vuodeksi, joka sisältää ilmaisen polttoaineen, ilmaisen huolto- ja vakuutusturvan. Hyundai Tucson FCEV: n asiakkaat voivat myös saada $ 5,000 California Clean Vehicle Rebate Project -hankkeesta.

Toyota's Mirai FCEV pieni sedani lanseerattiin aiemmin tänä vuonna. Toyota vuokraa Mirai 499 dollaria kuukaudessa kolmeksi vuodeksi, ilmaisella polttoaineella ja ylläpidolla.

Vaikka 80% 270: sta Miraista, jotka on lähetetty jälleenmyyjille tähän mennessä, on vuokrattu, voit ostaa myös yhden. Toyota korottaa sen 57 500 dollaria ennen 20 500 dollaria mahdollisissa kannustimissa.

Toyota-virkamiehet ovat sanoneet, että koska polttokennojärjestelmät ovat helpommin skaalautuvia kuin akku-sähköiset järjestelmät, he odottavat käyttävänsä tekniikkaa muissa malleissa tulevaisuudessa, mukaan lukien suuremmat ajoneuvot kuin tällä hetkellä voidaan suunnitella akku sähkötekniikalla.

Seuraavaksi

Seuraava polttokenno-sähköauto, joka osuu markkinoille, on Hondan Clarity Fuel Cell, keskisuuri sedan, joka on suunniteltu vuoden 2016 loppupuolelle. Yhtiö on sanonut, että se aikoo kohdistaa kuukausittaiset vuokrakustannukset alle 500 dollariin, mikä perustuu suunniteltuun tarran hintaan, joka on noin 60 000 dollaria ennen kannustimia. Honda ei ole sanonut, myyvätkö autoja myös (Clarity-akku-sähköiset ja plug-in-hybridi-versiot tulevat myöhemmin).

Ford, Nissan ja Daimler - jotka tekevät Mercedes-Benz-autoja - kehittävät polttokennoautoteknologiaa. BMW työskentelee Toyotan omalla FCEV: llä ja General Motors on yhdessä Hondan kanssa. Volkswagen, Audi ja monet kiinalaiset autovalmistajat uskotaan myös kehittävän polttokenno-sähköautoja. Näiltä autovalmistajilta odotetaan ajoneuvoja vuoteen 2020 mennessä.

Polttoaineasemat

Vuoden 2016 puolivälistä lähtien Yhdysvalloissa oli vain 23 julkisesti saatavilla olevaa vetyasemaa, joista 20 oli Kaliforniassa. Siksi Hyundai, Toyota ja Honda rajoittavat myyntiä kyseiseen valtioon juuri nyt. Kahdeksantoista vetyasemaa viedään koilliseen Bostonista New Yorkiin ja neljä ensimmäistä avattavaa vuonna 2017.

Kalifornian "vedyn moottoritie" -suunnitelmassa vaaditaan, että valtioon ajetaan vähintään 60 vetysasemaa vuoteen 2020 mennessä, ja 50 niistä on tarkoitus suunnitella vuoden 2017 loppuun mennessä. Hiljattain avattu vetyasema Los Angelesin ja San Franciscon välisellä puolivälissä sallii nyt polttokennoajoneuvot matkustaa näiden kahden alueen välillä.

tekniikka

Polttokennoautot saattavat kuulostaa futuristisilta, mutta niiden taustalla oleva tekniikka on yli 175 vuotta vanha. NASA on käyttänyt polttokennoja voidakseen tehdä sähköä avaruusalustoilla jo lähes puoli vuosisataa kohti, ja ensimmäinen nykyaikainen polttokennoauto - maataloustraktori - otettiin käyttöön vuonna 1959.

Polttokenno, josta he saavat nimensä on termokemiallinen generaattori, joka kulkee paineistetun vedyn katalysaattorin, kuten platinan, läpi ja ekstrahoi vetyelektronit auttamaan sähkömoottoria. Järjestelmä yhdistää sitten vetymolekyylit hapen kanssa ilmasta jäähtymään ja karkottamaan "pakokaasun" vesihöyryn virraksi.

Vety

Vety, joka tekee tämän mahdolliseksi, ei ole teknisesti polttoainetta. Se vain kuljettaa elektronit, jotka ovat raaka-aine sähkölle, joka valtuuttaa ajoneuvoa. Autoteollisuudessa se pakataan 10 000 kiloa neliötuumaa kohden ja mitataan painosta. Tämän puristetun vetyn kilogramma (2,2 kg) kuljettaa suunnilleen yhtä paljon energiaa kuin bensiinin gallona.

Koska polttokennojärjestelmät ovat verrattain energiatehokkaita, Toyota Mirai voi matkustaa yli 300 mailia sen 5 kg: n polttoainejärjestelmän uudelleentäyttöjen välillä. Painavampi Hyundai Tucson tuottaa 265 kilometriä 5,5 kg: n vetyllä, ja tulevan Honda Clarityin valikoima on annettu yli 300 meripeninkulmaksi, ja polttoainesäiliö on suunnilleen sama kuin Toyotan.

Koska vedyn käyttö polttoaineena on niin uusi, on vaikea vertailla sitä bensiinin kustannuksiin. Toyota laskee sen nykyiset kustannukset 14 dollaria kilogrammaa kohden. Mirai voi matkustaa yli 300 kilometriä sen 5 kg: n kohdalla. Vedyn suurempi käyttö autossa alentaisi hintaa, kuten minkä tahansa polttoaineen.

Vaikka vety on erittäin helposti syttyvää, eri vetysäiliövalmistajien ja Miamin (Miami) yliopiston tutkijat ovat osoittaneet, että vetysäiliöitä rikkovissa onnettomuuksissa kaasu putoaa ylöspäin, mikä tarkoittaa, että kaikki liekit ohjataan ylös ja pois ajoneuvo. Bensiini-huurut ovat toisaalta ilmaa raskaampia ja ympäröivät autoa pitoisuuksina, jotka voivat olla räjähtäviä. Koska vety on 14 kertaa kevyempi kuin ilma, se hajoaa nopeasti, ellei se ole rajoitetulla alueella, kuten autotallissa.

Ympäristövaikutukset

Jotkut polttokenno-autonvaimentimet väittävät, että vaikka ajoneuvoilla ei ole poistoputkipäästöjä, FCEV: ita ei ole ympäristölle hyödyksi, koska vedyn tuotannosta syntyvät kasvihuonekaasut ovat erittäin energiavaltaisia.

Useimmat valtion tutkimukset osoittavat kuitenkin, että polttokenno-sähköautot ovat maailmanlaajuisesti tehokkaampia ja vähemmän haitallisia ympäristöön kuin bensiini- ja dieselmoottorit täydellä "hyvin pyörillä" vertailussa polttoaineen tuotannon ja käytön vaikutuksista.

Ellei niiden vetyä tuoteta uusiutuvien energialähteiden avulla, polttokennoautot ovat vähemmän energiaa kuin akku-sähköautot. Edustajat väittävät kuitenkin, että niiden laajempi valikoima tekee niistä kuluttajamaisemman.

Toyota Mirai vetyautoasemalla: kuva Toyolla.

John O'Dell on pitkäaikainen autoalan kirjailija, joka on tutkinut vaihtoehtoisia polttoaineita Los Angeles Timesille ja Edmunds.com: lle. Hän toimii nyt Green Car Guy -sivustolla. Sähköposti: [email protected].