Pomorski fakultet sveučilišta u RijeciSeminar

Pogon vozila na gorive ćelije

Sadržaj

1.Uvod.................................................................................3

2.Primjena alternativnih izvora energije..............................5

3. Pogon pomoću gorivih ćelija.............................................18

3.1 Princip rada gorive ćelije…………………………………19

3.2 Praktična primjena gorve ćelije na vozilima……………20

3.3 Spremnici za vodik

3.4 Domet vozila na gorive ćelije

4. Nedostatci upotrebe vodika

5.Zaključak…………………………………………….29

5.Literatura……………………………………………30

1. Uvod

Ekološka svijest postaje jedan od važnih čimbenika funkcioniranja u suvremenom svijetu. Ogleda se jačanjem raznih pokreta kojima je svrha ekološka zaštita, ali i donošenjem brojnih međunarodnih i nacionalnih propisa kojima je svrha zaštita okoliša. U najveće zagađivače okoliša, osim industrijskih kompleksa, ubrajaju se vozila na motorni pogon (automobili, poljoprivredni i građevinski strojevi i vojna vozila) koja svojim radom proizvode štetne plinove, poput ugljičnog-monoksida (CO), ugljiko-vodika (HC) i dušikovog-oksida (NOx) te čestice čađe. Uz to, na čovjeka negativan utjecaj imaju buka i vibracije koje se javljaju pri radu vozila na motorni pogon.

U proteklih 15-tak godina su velike svjetske industrije automobila uložile golema sredstva u istraživanja novih izvora energije za pogon automobila, kako bi se uklonila već kritična zagađenost urbanih sredina ispušnim plinovima vozila na klasičan pogon.

Fosilna goriva imaju dva nedostatka:• zalihe su im končne i približavaju se svom relativno bliskom kraju,• izvlačenjem ugljika na površinu Zemlje i njegovim izgaranjem povećava se sadržaj CO2 u atmosferi, time se pojačava efekt staklenika i doprinosi globalnom zatopljenju.

Potaknuto Kyoto protokolom, udruženje europskih proizvođača automobila ACEA postavilo je cilj dostizanje emisije CO2 na razini flote putničkih automobila od 140 g/km u 2008. godini. Zbog relativno velikih snaga motora taj se cilj ne može dostići čak ni ako bi su u sva vozila ugrađivali štedljiviji Dieselovi motori. Međutim, vozila s gorivim ćelijama nemaju problema s ispušnim pilinovima jer je njihov produk čista voda i zbog toga će ona u predstojećim godinama sve više dobivati na značaju.

Moglo bi se zaključiti da smo na pragu nove, ekološki gledano, čiste ere u pretvorbi energije. Može se očekivati da će s vremenom nove tehnologije savladati tehnološke i ekonomske probleme u dovoljnoj mjeri, tako da će njezine ključne ekološke prednosti bitno utjecati na donošenje odluke o zamjeni stare, ekološki štetne tehnologije, novom, ekološki čistom tehnologijom. No prije masovne proizvodnje trebati ce udovoljiti nekim osnovnim zahtijevoma koje mora zadovoljavati svaki automobil. U grubo ti zahtjevi svode se na potrebu da vozilo može prijeći barem 250 km bez potrebe za punjenjem, a drugi važni zahtjev je da

3

takvo vozilo bude u stanju postići brzinu od 160 km/h do 200 km/h ovisno o veličini vozila.

3. Gorive ćelije

Što su gorive ćelije?

Gorive ćelije su elektrokemijski uređaji za neposrednu pretvorbu kemijske energije, sadržane u nekom kemijskom elementu ili spoju, u istosmjernu električnu struju.

Povijesni razvojBritanski fizičar William R. Grove je 1839. otkrio da se elektrokemijskim

spajanjem vodika i kisika dobiva električna struja. Svoje eksperimente je opisao 1842. i gorivu ćeliju naziva voltina plinska baterija. Godine 1889. L. Mond i C. Langer unaprijedili su gorivu ćeliju dodajući između elektroda poroznu vodljivu membranu. Krajem XIX stoljeća uvode naziv goriva ćelija. Na istraživanju gorivih ćelija radili su mnogi elektrokemičari. Tek 1932. F.T. Bacon smišlja tehnički upotrebljiva rješenja. Sredinom 50-tih godina proizvode se prve gorive ćelije za pogon malih električnih uređaja, a sredinom 60-tih godina započela je upotreba gorivih ćelija u svemirskim letjelicama.

3.1 Princip rada gorive ćelije

Na anodi gorive ćelije vrši se proces deelektronacije goriva (elektrooksidacija). Tako oslobođeni elektroni putuju vanjskim električnim krugom, preko trošila, do katode. Kationi nastali na anodi putuju kroz elektrolit do katode. Na katodi gorive ćelije reducira se drugi element ili spoj koji sudjeluje u kemijskoj reakciji. Najčešće je to kisik. Tako nastali ioni spajaju se u konačni produkt reakcije koji se odvodi iz gorive ćelije. Često su reaktanti vodik i kisik i u tom slučaju su reakcije slijedeće:

Anodna reakcija:    H2eKatodna reakcija:   O2 + 4H+ + 4e ® 2H2O

4

Radi ubrzavanja reakcija elektrode su prekrivene slojem katalizatora. Vrsta katalizatora ovisi o tipu gorive ćelije.Elektrolit može biti čvrsti i tekući. Bilo koja tekućina sa sposobnošću provođenja iona može biti tekući elektrolit. Radna temperatura gorive ćelije, zbog isparavanja elektrolita, predstavlja ograničenje pri upotrebi kiselih vodenih otopina pa se zbog toga kao kiseli elekrolit upotrebljava koncentrirana sumporna kiselina. Postoje i gorive ćelije s alkalnim elektrolitom. Kao čvrsti elektroliti upotrebljavaju se polimerne membrane s mogućnošću ionske izmjene, dok se kod nekih visoko temperaturnih gorivih ćelija upotrebljavaju i dopirani keramički elektroliti .

3.2 Podijela gorivih celija

Prema načinu rada delimo ih na primarne i sekundarne, a prema vrsti elektrolita na one sa alkalnim elektrolitom, i na oni čiji je elektrolit sumporna kiselina, polimerna membrana (PEMFC), rastopljeni karbonati (MCFC) i čvrsti oksid(SOFC).

5

Kod primarnih gorivih ćelija (slika 3.7.2.1) gorivo i oksidans se dovode iz spoljnih rezervoara, a nastali produkt reakcije se odvodi. Primjer takvih gorivih ćelija su alkalne gorive ćelije u svemirskim letelicama kod kojih se nastala voda koristi za piće.

(3.7.2.1)

Moguće je i rešenje kod kog se vodonik potreban za rad gorive ćelije izdvaja iz nekog spoja bogatog vodikom (slika 3.7.2.2)

(3.7.2.2)

Takav pristup riješava problem skladištenja vodika potrebnog za rad, a nedostatak je emisija CO2. Jedno od mogućih goriva je metanol iz kojeg se vodik izdvaja pomoću vodene pare na 280C, uz prisustvo katalizatora.

Kod sekundarnih (regenerativnih) gorivih ćelija (slika 3.7.2.3) produkti reakcije se regeneriraju u polazne elemente uz dovođenje energije.

6

(3.7.2.3)

Gorive ćelije s alkalnim elektrolitomNajčešće upotrebljavani elektrolit je KOH (kalijum-hidroksid). Ova vrsta gorivih ćelija koristi se u svemirskim letjelicama kao izvor električne energije, a voda nastala reakcijom kisika i vodika se koristi za piće. Glavna prepreka komercijalnoj upotrebi ovih gorivih ćelija je relativno velika potrebna količina platine, kao katalizatora, što uzrokuje visoke troškove. Moguće je postići iskorištenje do 80%, ako se otpadna toplina koristi za zagrijavanje vode.

Nedostaci alkalnih gorivih ćelija:

visoka cijena zbog velikih količina platine potrebna je visoka čistoća vodika i kisika zbog osjetljivosti ovog tipa gorivih

ćelija na prisustvo spojeva ugljika

Prednost alkalnih gorivih ćelija: visoka iskoristivost

Upotrebljavaju se u svemirskim letjelicama, a moguća je primjena u vozilima, podmornicama i stacionarnim objektima.

Gorive ćelije sa sumpornom kiselinom (PAFC)Kao elektrolit se upotrebljava koncentrirana sumporna kiselina. Radna temperatura ovog tipa gorivih ćelija je oko 200C. Ova goriva ćelija dozvoljava prisutnost 1-2%

7

CO i malo sumpora u vodiku. Nema dovoljno topline za proizvodnju pare, ali se iskorištenje može povećati iskorištavanjem otpadne topline za zagrijavanje vode. Stupanj iskoristivosti je 40-50%. Cijena ovih gorivih ćelija je $2500-$4000/kW.

Prednosti gorivih ćelija sa sumpornom kiselinom:

relativno dobro podnošenje prisutnosti CO i sumpora, što omogućuje upotrebu vodika dobivenog na mjestu eksploatacije iz metanola, benzina ili drugih ugljikovodika

Nedostatak gorivih ćelija sa sumpornom kiselinom: upotreba platine kao katalizatora

Postoje jedinice snaga od nekoliko kilovata do nekoliko stotina kilovata. Jedan od proizvođača gorivih ćelija za komercijalnu upotrebu je ONSI Corporation, čije se jedinice upotrebljavaju za snadbjevanje električnom energijom poslovnih zgrada, bolnica, udaljenih objekata i sl. Mjesta moguće primjene gorivih ćelija, kao komercijalno prihvatljivih izvora električne energije, su udaljeni objekti i poslovne zgrade. SUREPOWER Corporation navodi da američke firme troše oko 4 milijarde dolara godišnje radi osiguravanja sigurnog napajanja računala i da su 1991. godine, prema istraživanju časopisa Busness Week, gubici zbog prekida napajanja računala iznosili oko 18 milijardi dolara. Postrojenje dosad najveće snage, 11 MW, je ispitivano u Japanu.

ONSI Corporation navodi da su isporučili više od 200 komada sistema PC25 snage 200 kW.

Gorive ćelije s polimernom membranom kao elektrolitom (PEMFC)Kao elektrolit se upotrebljavaju membrane od polimera koje imaju mogućnost propuštanja katona, a elektrone ne propuštaju. Napon jednog sklopa anoda-membrana-katoda je oko 0,7 V s gustocom struje od 0,5-1 A/cm2. Za dobijanje većih snaga spaja se više sklopova anoda-membrana-katoda u rednu vezu. Gorivo je vodik, a kao oksidans se može koristiti čisti kisik ili kisik iz zraka. Ova vrsta gorivih ćelija nije osjetljiva na prisutnost CO2 u struji vodika, što omogućuje upotrebu vodika dobivenog na mjestu upotrebe iz metanola ili benzina, uz uklanjanje CO. Iskorištenje je do 60%. Katalizator na elektrodama je platina. Količine potrebne platine su znatno smanjene i danas se kreću oko 0,5 mg/cm2. Ispitivane su i ćelije sa 0,3 mg/cm2 kod kojih je trošak za katalizator oko $2/kW.

Prednosti gorivih ćelija sa polimernom membranom:

8

niska radna temperatura omogućuje mobilnu upotrebu u odnosu na druge gorive ćelije ima relativno veliku snagu po jedinici

zapremine moguća je i varijanta regenerativnog sistema sa membranskim

elektrolizerom koji upotrebljava istu tehnologiju

Nedostaci gorivih ćelija sa polimernom membranom: nedovoljna količina topline za izdvajanje vodika iz metanola ili benzina osetljivost na prisutnost CO i sumpora u struji vodika potrebno je ovlaživati struju vodika radi povećanja trajnosti membrane

Intenzivno se radi na istraživanju minijaturnih PEMFC za mobilnu primjenu. Napravljeno je više prototipova vozila sa PEMFC, neki od proizvođača su Daimler-Benz, Toyota, Mazda, Renault, General Motors, Ballard, Energy Partners, Inc... Više informacija o vozilima na alternativni pogon moguće je dobiti na internet stranici Alternative-fuel Vehicle Directory. Mnoge kompanije koje se bave istraživanjem i razvojem gorivih ćelija razvijaju i sisteme sa PEM gorivim ćelijama za snadbjevanje zgrada električnom energijom, jedan od takvih proizvođača je i Vaillant.

Gorive ćelije s rastaljenim karbonatima kao elektrolitom (MCFC)Sastav elektrolita ovih gorivih ćelija zavisi od izvedbe. Elektrolit je najčešće mješavina Li2CO3 i K2CO3. Radna temperatura je oko 650C. Iskoristivost je, kod sistema koji iskorišćavaju otpadnu toplinu, prešla 50%. Potrebna je visoka radna temperatura da bi se postigla zadovoljavajuća provodnost elektrolita, a iskoristivost naglo pada sa smanjivanjem temperature.

Prednosti gorivih ćelija s rastaljenim karbonatima:

mogućnost proizvodnje pare za izdvajanje vodika iz benzina ili metanola mogućnost kogeneracije visoka radna temperatura omogućuje direktnu upotrebu metanola kao goriva nisu potrebni plemeniti metali kao katalizator

Nedostaci gorivih ćelija s rastaljenim karbonatima: zbog visokih temperatura potrebni su skupi materijali potrebno je izolirati ćeliju

Zbog visokih radnih temperatura predviđena je upotreba za stacionarne sisteme s iskoristavanjem otpadne topline. Neke kompanije koje razvijaju ovaj tip gorivih ćelija su: Fuel Cell Energy, Inc. i M-C Power.

9

Gorive ćelije s čvrstim oksidima kao elektrolitom (SOFC)Elektrolit je ZrO2. Radna temperatura se kreće oko 1000C. Zbog visoke radne temperature nisu potrebni skupi katalizatori. Iskoristivost ovog tipa gorivih ćelija je relativno loše zbog slabog provođenja elektrolita, ali provode se istraživanja u cilju povećanja iskorišćenja procesa pretvaranja kemijske u električnu energiju u ovakvim gorivim ćelijama. Ukupna iskoristivost se može povećati iskoristavanjem otpadne topline za proizvodnju pare. Predviđa se iskoristivost od preko 60%.

Prednosti gorivih ćelija s čvrstim oskidima:

nema potrebe za ovlaživanjem plinova visoka radna temperatura smanjuje cijenu katalizatora mogućnost kogeneracije čvrsti elektrolit

Nedostaci gorivih ćelija s čvrstim oskidima: upotreba skupih keramičkih materijala potrebna je izolacija ćelije

Isto kao i kod gorivih ćelija s rastaljenim karbonatima, zbog visokih radnih temperatura predviđena je upotreba za stacionarne sisteme s iskoristavanjem otpadne topline. Ispituju se sistemi od stotinjak kilovata. Neke kompanije koje se bave istraživanjem gorivih ćelija s čvrstim oksidima su: Ceramic Fuel Cells Ltd. , Siemens Westinghouse, Sulzer Hexis Ltd.

5.3 Praktična primjena gorive ćelije na vozilima

Svi vodeči svijetski proizvodjači automobila vec dugo rade na usavršavanju vozila pokretanih gorivim ćelijama. No prije masovne proizvodnje trebati će udovoljiti nekim osnovnim zahtijevima koje mora zadovoljavati svaki automobil. U grubo ti zahtjevi svode se na potrebu da vozilo može prijeći barem 250 km bez potrebe za punjenjem, a drugi važni zahtjev je da takvo vozilo bude u stanju postići brzinu od 160 km/h do 200 km/h ovisno o veličini vozila, a trebati ce se rijesiti i problemi kao sto su skladištenje vodika, težina automobila i naravno cijena. Iako još nije napravljen automobil koji bi odgovarao svim tehničkim i sigurnosnim standardima koje zahtjeva auto-industrija iz nekih auto kompanija dolaze dobre vijesti.

10

Brojni konceptni auti vec godinama krstare europskim cestama a jos 2003 god. Mercedes je Madridu kao prvom od predviđenih deset gradova u Europi isporučio svoje autobuse na gorive celije. FC (Fuel Cell) Citaro autobusi vozili su dvije godine i u tome razdoblju pružili značajne informacije o ponašanju vozila u stvarnim uvjetima. Domet FC Citara je simboličnih 200 km, što je više nego dovoljno za gradski promet, jednako kao i najveća brzina od 80 km/h. Snaga elektromotora je 200 kW, a spremnik vodika pod tlakom od 350 bara smješten je na krovu automobila.

Futuristički i atraktivni koncept Mercedesa F600 HYGENIUS poslužio je kao platforma za testiranje i prezentiranje nove generacije još naprednijih ćelija goriva. Goriva ćelija iz modela F600 HYGENIUS je u dimenzijama oko 40 % manja od dosadašnjih sustava. Unatoč tome ona je 35% snažnija i ekonomičnija (troši 16% manje energije) od dosadašnjih sustava. Maksimalna snaga ove gorive ćelije iznosi 85 kW/115 KS uz veliki okretni moment od čak 350 Nm. Potrošnja goriva (vodik) kod modela F600 HYGENIUS odgovara energijskom ekvivalentu 2,9 litara dizelskog goriva na 100 km. Osim za pogon vozila, goriva ćelija F600 može poslužiti i kao mobilni generator električne energije.

Hondini inženjeri su postigli još jedno dostignuće. Honda FCX – vozilo s pogonom na gorive ćelije sposobno je voziti pri temperaturi nižoj od temperature ledišta vode, konkretno na minus 20 stupnjeva celzija. Japanski proizvođač je najavio kako će se već sljedeće godine ovo auto s četvorim vratima i autonomijom od 440 km te konačnom brzinom od 160 km/h pojaviti na tržištu.Nakon ovog rezultata, inženjeri su postavili novi cilj – automobil na gorive ćelije koji je uporabljiv na 30 stupnjeva ispod nule. Inženjeri Toyote uključili su se u utrku, odnosno, postavili su jednak cilj. Upotreba pri niskim temperaturama samo jedan od izazova Hondinih i Toyotinih inženjera. Njihov dugoročni cilj je napraviti vozilo koje usporedivo sa vozilima pokretanim motorima s unutrašnjim izgaranjem.

3.3 Spremnici za vodik

Najčešće ljude riječ “hidrogen” asocira na hidrogenske bombe pa tu nastaje i strah od rezervoara nečega što bi ih moglo raznijeti. BMW je proveo niz ispitivanja - bušili su rezervare, gnječili ih, držali po 70 minuta na temperaturi od 900°C i dogodilo bi se da vodik i iscuri ali do eksplozije nije došlo.

Toyota Motor Corporation (TMC) je objavila da je razvila visoko-tlačne spremnike vodika za korištenje u vozilima na gorive ćelije i to na 35 MPa i 70 MPa. Oba spremnika su dobila certifikat Japanskog instituta za plinove pod visokim pritiskom – 35MPa spremnik u travnju prošle godine, a 70MPa spremnik prošli siječanj. Dodatno, ovog travnja, 35MPa spremnik je zadovoljio tehničke standarde gore spomenutog instituta koji se odnose na automobilske spremnike goriva sa stlačenim vodikom, što mu omogućuje da se koristi na 15 godina, za razliku od prethodnih spremnika čija je trajnost tri godine.Novi Toyotini visokotlačni spremnici za vodik koriste najlonski premaz visoke čvrstoće i odličnih karakteristika što se tiče nepropusnosti vodika. Spremnici imaju potpuno kompozitnu strukturu koja se nalazi u oklopu od karbonskih vlakana, što ih čini lakim i ekstremno čvrstim. Korištenje premaza od najlona omogućuje da oklop bude tanji, što znači da novi 35MPa spremnik može primiti 10% više vodika nego prijašnji Toyotin 35Mpa spremnik. To povećava doseg Toyotinog osobnog vozila TOYOTA FCHV na vodik s gorivim ćelijama sa 300 km na 330 km u japanskom 10-15 testnom ciklusu. Nadalje, 70 MPa spremnik, također konstruiran i prilagođen modelu TOYOTA FCHV, može spremiti otprilike 1,7 puta više vodika nego prethodni 35MPa spremnik, što rezultira u dometu od više od 500km u japanskom10-15 testnom ciklusu.Oba spremnika imaju visokotlačni ventil, koji je novo razvijen unutar Toyota grupe. Ovaj ventil prati novu konstrukciju koja stavlja solenoidni ventil za gašenje unutar spremnika radi povećanja pouzdanosti.

Od trenutka odluke razvoja vozila na gorive ćelije, Toyota nezavisno razvija sve najvažnije komponente sustava gorivih ćelija, uključujući najvažniji sklop gorivih ćelija za proizvodnju električne energije. U prosincu 2002., Toyota je prva u svijetu komercijalizirala vozilo na gorive ćelije, TOYOTA FCHV, kada je i počelo ograničeno oglašavanje u Japanu i SAD- Od tada, 11 TOYOTA FCHV je unajmljeno u Japanu i pet u SAD. Toyota je također aktivna u primjeni tehnologije gorivih ćelija u autobusima – uz dodatak provedbe testova provjere u realnom svijetu s prototipom autobusa na gorive ćelije koji je vozio u sklopu gradskog prijevoza grada Tokija.

Među raznim stavkama, kao što su troškovi i drugo, koje trebaju biti riješene kako bi se omogućilo da vozila na gorive ćelije postanu široko poznata, Toyota misli da je glavni problem razvoj načina spremanja vodika, kako bi se postigao što veći doseg. Uz to, kao dodatak korištenju visokotlačnih spremnika, nastavlja se istraživanje i razvoj drugih načina spremanja vodika.

Budući da problem težine i veličine spremnika još uvijek stoji, jedino rješenje bi bilo olakšavanje drugih dijelova auta. Sručnjaci iz Hypercara-a su u tome i uspjeli. Oni su za poèetak uzeli ugljikova vlakna i “upleli” ih u plastičnu matricu. Rezultat; materijal znatno lakši i do 5 puta jači od čelika.A lakši auto zahtijeva i manji motor da ga pokreće, kao i manje kočenja i suspenzije. I budući da je toliko pojednostavljen i sama izrada manje košta. U Hypercar-u kažu da oni nisu smislili ništa novo već da su samo iskombinirali ono što znaju da bi dobili najbolje rezultate. I napravili su dobru stvar jer već ovo biti prvi automobil koji ne samo da će uspjeti pratiti današnje benzince već i prestići, a u isto vrijeme biti i dostupan većem broju ljudi. Najavljuju ga još i kao “kompjuter na kotačima” jer će spremati podatke o vožnji ako dođe do sudara (kao “crna kutija” u avionima), dijagnosticirati sam sebe i popravljati.

3.4 Doseg automobila sa gorivim ćelijama

Prilikom razvoja automobila sa gorivim ćelijama jedan od problema bio je i domet takvih auta, tj. put kojeg moze prijeći sa jedni punenjem goriva. Prvi auto koji je uspio prijeci 300 milja (oko 480 km) sa samo jednim punjenjem vodika bio je General Motorsov Chevrolet Sequel.SUV budućnosti je krenuo iz GM Activity centra u Honeoye Fallsu i nije stajao sve do cilja u Tarrytownu gdje je organizirana prigodna svečanost. Šefovi GM-a su zadovoljni postignutim, ali vrlo dobro znaju da ih čeka još težak put do komercijalizacije vozila s pogonom na gorive ćelije.SUV Sequel ima aluminijsku karoseriju što ga čini laganijim. Kao pogon rabi tri elektromotora ukupne snage 156 KS. Glavni je smješten spijeda, ostali u stražnjim kotačima. Sequel teži 2,2 tone i do 100 km/h ubrzava za manje od deset sekundi. Radi štedljivosti mu je maksimalna brzina ograničena na 145 km/h. No i to je još uvijek daleko od klasičnih benzinskih ili Diesel automobila kod kojih je u prosijeku moguče proći između 600 – 800 km sa jednim spremnikom goriva i koji postižu maksimalnu brzinu u poravilu veću od 180 km na sat a težina im se kreće

oko 1 do 1,5 tona. Iz ovoga vidimo da je pred automobilima sa gorivim ćelijama još dug put kojeg moraju prijeći da bi se mogli mjeriti sa klasičnim autima. Isti prblemi spriječavaju i masovu upotrebu čisto električnih automobila.

4. Nedostatci upotrebe vodika

Najčešće spominjanja prednost gorivih ćelija pred klasičnim motorima sa unutrašnjim izgaranjem je ta da nema emisije štetnih plinova jer je njihov produkt čista voda. No prloblem nastaje pri proizvodnji vodika za koji je potrebno utrošiti jako puno energije, te se na taj način direktno prionosi emisiji CO2 i drugih štetnih plinova jer se većina električne energije u svijetu još uvijek dobiva iz fosilnih goriva. Ustvari nedavne studije su pokazale da je upotreba vodika kao goriva puno lošija od upotrebe čisto električnih vozila kod kojih se može postiči iskoristivost od skoro 90% dok se kod vodika racunajuči i proces njegove priozvodnje i skladičtenja te brojke kreću oko 25% jer se veliki gubitci javljaju u procesu skladištene vodika kojeg je potrebno ili stlačiti ili ukapljiti. S druge strane električna energija se dosta unčikovito može pohraniti u baterijeme ( tu se javlja problem baterije i njihove izdržljivosti). Iz ovoga je vidljivo da će razvoj gorivih ćelija u budućnosti kao i njihova mogića masovna uptreba najviše ovisiti o načinu na koji će se riješiti skladištenje vodika jer uz ovakve gubitke energije kakve danas imamo u tom procesu vodik je daleko od toga da postane “čisto” gorivo.

Usporedba automobila na gorive ćeliji i električnog automobila uz pretpostavku da vodik dobivamo elektrolizom vode.

Prije masovne upotrebe vodika kao pogonskog goriva trebati će izgraditi na tisuće stanica gdje će vozla moći nadoponjavati spremnike vodikom. U cijeloj Europi danas postoji jedva desetak takvih crpki. Ta proces će trajati godinama i zahtijevati ogromna financiska sredstva. Za razliku od vodikom pokretanih auta električna vozila mogu se napajati iz obične električne utičnice i uz pretpostavku da se riješi problem baterija njihova masovna upotreba može početi odmah uz jako malo ulaganja u prateću infrastrukturu a pošto su takva vozila i puno efikasnija s razlogom se postavlja pitanje u isplativost vodika kao goriva.

5. Zaključak

Iako je teško predvidjeti kakav će biti razvoj motora a time i automobila na alternative ekološke pogone ipak sa sigurnošću se može reći da je industrija prepoznala da fosilna goriva nemaju gotovo nikakvu budućnost i da je nužno stvoriti nove izvore energije. Do 21. stoljća sve se sastojalo samo na pokušajima usamnjenih znanstvenika ali dolaskom novijih vremena koja su počela donositi probleme ekologije i sve manjih količina fosilnih zaliha u zemlji otvorilo se poglavlje o alternativi.

Električni pogon iako još najstarija alternativna ideja od svih nije dospio u masnovniju upotrebu što zbog tehničkih manjkavaosti (akumulatora) što zbog slabe potpore istraživanjima. On ima najsvjetliju budućnost, naročito kad se usavrše solarne ćelije.

Danas najintezivnija istraživanja se provode na gorivim ćelijama i uskoro se očekuje i prvi automobil koji će ih koristiti. Vodika na zemlji ima u gotovo neograničenim količinama i ono bi mogao stotinama godina zadovoljiti naše potrebe za energijom. No prije tog trebati će riješiti brojne probleme i povećati iskoristivost postrojenja koja se bave proizvodnjom i skladištenjem vodika. Nakon svega ovoga postavlja se pitanje zašto se toliko čekalo?

Zanimljivo je napomenuti da veća intezivnost na istraživanjima nije baš potaknuta ekološkim problemima, već sve manjim količinama fosfatnih goriva u zemlji i sve većim poskupljenjem nafte koje je uzrokovano mnogim ratnim događanjima na bliskom istoku. Ipak glavno je da su se stvari pokrenule s mrtve točke i da je većina svetskih zemalja prepoznala da u fosfatnim gorivima nema budućnost. Ali trebamo napomenuti da će ipak u sljedećih 20 godina gotovo sigurno benzinski i Diesel motori prevladavati u automobilima iako dugoročno gledajući oni nemaju budućnost.

Dakle jedno je sigurno, u budućnosti će mo se voziti ili na struju ili na vodik, što će prevladati pokazati će vrijeme…

6. Literatura

Internet: www.autoweb.hr www.vidiauto.hr www.autoportal.hr www.slipnet.com www.fce.com www.physorog.com