Водорот како еколошко гориво

Индустрискиот водород (H₂) има голем потенцијал како замена на класичните горива за погон на автомобили.

Уште на почеток да констатираме: водородот во природата го има во неограничени количини.

Најновите испитувања на француските научници тврдат дека под земјината површина има „заробено“ огромни количини на водород. Со обична екстракција тој водород може понатаму да се користи во индустриски цели.

Всушност зошто е тој интересн за автоиндустријата.

1. Како прво: веќе се изработени мотори (Toyota, BMW, Mazda), поточно преработени се мотори со внатрешно согорување за употреба на водород како гориво.

Нивната сериска употреба засега е во мирување поради чисто стратешки причини.

Во овој случај се користи водород во гасна состојба, на собна температура (20-25)⁰C, но под притисок од околу 700 бари (bar). Еколошкиот момент при согорување на водородот во овие мотори воглавно е сочуван.

ICE мотор на водород

Одредени проблеми може да се појават со ниска емисија на азатни оксиди (NO_x), и тоа поради зголемена температура на водородот која се појавуа при самото полнење. Тоа може лесно да се избегне со намалување на таа температура до околу 10 степени целзиусови. Во тој случај како единствен продукт од согорувањето е водата, поточно чистата водена пареа.

Моторите со внатрешно согорување кои користат водород имаат релативно ниска енергетска ефикасност која се движи во границите помеѓу 25 и 30%. Но и тоа не претставува пречка за нивна употреба, па дури и во работни машини (JCB).

2. Како второ: водородот може да се употреби во електричните возила како извор на електрична енергија. Веќе деценија ипол горивните ќелии (Fuel Cell) сериски работат во моделите Toyota Mirai и Hyundai iX35 FCEV.

Во случај на горивните ќелии водородот, исто така, се користи во гасна состојба и на собна температура, и под притисок од околу 700 бари (bar).

Тој водород се складира во резервоари (во двата модела ги има по два) кои обично собираат по околу 6 килограми водород. Таа количина е доволна за автономија од околу 600-тини километри.

Шематски приказ на систем со горивни ќелии (Fuel Cell)

Енергетската ефикасност во случајот на употреба на водородот во горивни ќелии е двојно поголема отколку кај моторите со внатрешно согорување и изнесува 50-60%. Проблем за помасовна употреба на водородот претставува недостатокот на инфраструктура, но исто така и еколошкото производство на индустриски водород подразбира употреба на чисти енергии.

Најголема разлика помеѓу овие два начина на употреба на водородот како годиво е тоа што кај моторите со внатрешно согорување имаме практично многу сличности како кај (LPG/ CNG) моторите, додека кај горивните ќелии водородот (во хемиска реакција со кислородот) генерира електрична енергија која потоа се користи за придвижување на електромоторите.

Секако постои и можност водородот да се користи во течна состојба при што има и најголема енергетска ефикасност, но во тој случај треба да биде оладен на екстремно ниска температура од -253⁰C. Тие неопходни услови бараат специфична (и скапа) инфраструктура на складирање и употреба. Оваа можност се користи за апликации во авиоиндустријата и вселенските технологии.

Би било интересно во една табела да се погледнат предностите и недостатоците на опишаните два система за употреба на водородот како гориво во автоиндустријата.

Сега логично се поставува прашањето: кој систем е “подобар”?

>> H₂ ICE: Добар е за брза транзиција кај постоечките производители и возила, каде инфраструктурата е слична на LPG/CNG.

>>FCEV: Иднината за чист, ефикасен транспорт на долги растојанија со нулти емисии, особено во комерцијален транспорт (камиони, автобуси).