Jak działa samochód na wodór?

Na rynku motoryzacyjnym pojawia się coraz więcej alternatyw dla tradycyjnych samochodów spalinowych. Od jakiegoś czasu głośno jest zwłaszcza o silnikach elektrycznych oraz hybrydowych, które podbijają serca coraz większej liczby kierowców. Przyszłość należy jednak nie tylko do nich, ponieważ rosnącym zainteresowaniem wymagających inwestorów cieszą się także pojazdy wodorowe. Czym są, jak działają i czy warto w nie inwestować? Oto odpowiedzi na te oraz inne pytania!

Ekologiczny samochód na wodór - przyszłość motoryzacji?

Samochód wodorowy (FCEV - Fuel Cell Electric Vehicle) to pojazd, który jako źródło energii - zamiast benzyny czy oleju napędowego - wykorzystuje wodór. W praktyce oznacza to, że produkuje energię elektryczną z tego pierwiastka w specjalnym ogniwie paliwowym, a jedynym produktem ubocznym jego pracy jest para wodna. Ze względu na zeroemisyjność, duży zasięg oraz bardzo dobre osiągi auta tego typu cieszą się rosnącym zainteresowaniem kierowców i nie bez powodu określa się je mianem przyszłości motoryzacji.

Jednak zanim podejmiesz decyzję o zakupie, powinieneś dowiedzieć się, jaka jest zasada działania aut wodorowych i jakie mają one zalety.

Zasada działania samochodu wodorowego

Napęd wodorowy w samochodzie opiera się na technologii ogniw paliwowych (fuel cells), które przekształcają wodór - najlżejszy pierwiastek chemiczny - w energię elektryczną, wykorzystywaną do zasilania silnika elektrycznego. Fundamentem całego procesu jest reakcja elektrochemiczna zachodząca wewnątrz ogniwa, a nie na spalaniu paliwa w tradycyjnym silniku.

Jak to wygląda w uproszczeniu? Sprężony wodór trafia do ogniwa paliwowego, gdzie w specjalnej komorze - anodzie - dochodzi do rozpadu wodoru na jony wodoru i elektrony. Jony wodoru w anodzie migrują przez półprzepuszczalną membranę (elektrolit), natomiast elektrony przepływają przez zewnętrzny obwód, tworząc prąd elektryczny, który zasila układ napędowy pojazdu.

W tym samym czasie, po drugiej stronie ogniwa - w katodzie - tlen pobierany z atmosfery łączy się z jonami wodoru, tworząc cząsteczki H₂O, czyli parę wodną. To efekt reakcji wodoru z tlenem, która zachodzi w ogniwie i pozwala napędzać pojazd bez emisji spalin czy CO₂ (wnętrze ogniwa paliwowego zostało zaprojektowane tak, by zapewnić optymalny przepływ wodoru, tlenu oraz produktów reakcji, co przekłada się na wysoką wydajność i stabilność całego układu).

Warto podkreślić, że w tego typu pojazdach wodór nie jest spalany, lecz wykorzystywany do wytwarzania energii elektrycznej „na pokładzie”, bez potrzeby magazynowania jej w dużych bateriach (akumulatorach), jak ma to miejsce w tradycyjnych autach elektrycznych. Dzięki temu samochody na wodór mogą pochwalić się dużym zasięgiem (nawet ponad 600 km) oraz krótkim czasem tankowania - porównywalnym z tankowaniem klasycznego paliwa.

Obecnie produkcja wodoru może odbywać się na kilka sposobów – m.in. przez reforming metanu (mniej ekologiczny proces) lub elektrolizę wody, czyli rozkład H₂O na wodór i tlen przy użyciu energii elektrycznej. W kontekście zrównoważonego rozwoju kluczowe znaczenie ma tzw. zielony wodór, czyli taki, który jest produkowany z wykorzystaniem energii odnawialnej, np. z elektrowni wiatrowych lub słonecznych.

Jakie zalety ma napęd wodorowy?

Technologia wodorowa nie bez powodu coraz częściej zwraca uwagę wymagających kierowców, dla których liczą się oszczędności, ekologia oraz komfort jazdy. Wyposażone w nią samochody posiadają wiele zalet - oto te najważniejsze!

Zeroemisyjność. Jedynym produktem ubocznym działania ogniwa paliwowego jest para wodna. Brak emisji CO₂ czy szkodliwych tlenków azotu sprawia, że tego rodzaju samochody są ekologiczne i przyczyniają się do ograniczenia zanieczyszczeń znajdujących się w powietrzu.
Szybkie tankowanie. Uzupełnienie paliwa wodorowego trwa zazwyczaj 3-5 minut, podobnie jak tankowanie benzyny czy diesla. To przewaga nad długim ładowaniem baterii w samochodach elektrycznych i duży komfort dla właściciela.
Długi zasięg. Samochody wodorowe potrafią przejechać nawet 500-700 km na jednym tankowaniu, co czyni je praktycznym rozwiązaniem także w trasie - idealnie sprawdzają się zarówno w mieście, jak i na autostradzie.
Cicha praca. Jak każdy pojazd elektryczny, auto na wodór pracuje niemal bezgłośnie, co zwiększa komfort jazdy i zmniejsza hałas w miastach.
Lekkość układu napędowego. W porównaniu do aut elektrycznych z dużymi bateriami, układ z ogniwem paliwowym jest lżejszy, co może poprawiać osiągi i efektywność.
Oszczędna eksploatacja. Samochód wodorowy zużywa średnio ok. 1 kg wodoru na 100 km. Przy sprzyjających cenach paliwa wodór może być tańszy w użytkowaniu niż benzyna, a zużycie paliwa pozostaje przewidywalne i niskie.

Czy warto zainwestować w auto wodorowe?

Czy w takim razie warto zainwestować w auto z napędem wodorowym? Tak, a polecane jest szczególnie:

firmom z flotą pojazdów, takim jak firmy logistyczne czy kurierskie, w przypadku których liczy się zasięg, szybkie tankowanie i niski koszt eksploatacji;
kierowcom pokonującym długie trasy, np. przedstawicielom handlowym, którzy chcą połączyć wygodę użytkowania z ekologicznym napędem;
miastom i regionom inwestującym w zrównoważony transport, np. wodorowe autobusy czy pojazdy komunalne, które ograniczają emisję spalin w centrach miast;
przedsiębiorstwom chcącym obniżyć ślad węglowy - auto wodorowe to mocny krok w kierunku neutralności klimatycznej, szczególnie przy zastosowaniu zielonego wodoru.

Oczywiście zakup samochodu może być opłacalny również dla przeciętnego konsumenta, ponieważ oferuje on tanią eksploatację, szybkie tankowanie i ekologiczny napęd, który nie wytwarza dwutlenku węgla.

Tankowanie auta na wodór

Tankowanie wodorem samochodu wygląda bardzo podobnie do tankowania samochodu benzynowego czy diesla - jest szybkie, proste i trwa zazwyczaj od 3 do 5 minut. Jak przebiega cały proces?

Podjeżdżasz do stacji tankowania wodoru, które są wyposażone w specjalne dystrybutory gazowego wodoru pod wysokim ciśnieniem (najczęściej 700 barów dla aut osobowych).
Podłączasz dyszę do wlewu paliwa, który jest szczelnie zamykany – system automatycznie sprawdza połączenie i rozpoczyna napełnianie.
System sam kontroluje ciśnienie i temperaturę, a tankowanie kończy się automatycznie, gdy zbiornik jest pełny.
Odłączasz dyszę i jesteś gotowy do jazdy - pełny zbiornik wodoru wystarcza zazwyczaj na 500-700 km.

Tankowanie samochodu na wodór to bezpieczny i szybki proces (niemal identyczny dla każdego modelu auta wodorowego). Rozwijająca się infrastruktura stacji tankowania wodoru sprawia, że tego typu pojazdy stanowią coraz lepszą alternatywę dla każdego kierowcy.

Toyota Mirai - najnowocześniejszy samochód na wodór w Polsce

Jeżeli interesuje Cię samochód wodorowy, zwróć uwagę zwłaszcza na Toyotę Mirai II generacji. Wyposażona w silnik o mocy 182 KM (przyspieszenie od 0 do 100 km/h w zaledwie 9 sekund), a także oferując zasięg na poziomie 650 km, stanowi połączenie nowoczesnej technologii, komfortu jazdy i ekologicznego napędu, idealne zarówno do codziennego użytku, jak i dłuższych tras. Nie emituje przy tym szkodliwych substancji, a zatankować ją można w zaledwie 6 minut (wraz z płatnością).

Chcesz przekonać się, czy auto na wodór jest dla Ciebie? Umów się na jazdę próbną Toyotą Mirai drugiej generacji i odkryj potencjał tego nowoczesnego napędu!

Autor: Piotr Czernecki