Vetyautot ovat autoteollisuuden tulevaisuus. Kuinka vetyautot, kuten Toyota Mirai ja BMW X5, toimivat?

Vetyautoilla ei vielä ole vahvaa asemaa markkinoilla. Harvat valmistajat päättävät keskittyä kokonaan tämän tekniikan kehittämiseen. Työ koskee edelleen pääasiassa sähkömoottoreita ja vähemmän saastuttavia poltto- tai hybridimoottoreita. Kovasta kilpailusta huolimatta vetyautot ovat kiinnostava kohde. Mitä niistä kannattaa tietää?

Miten vetyenergia toimii?

Vetykäyttöisten ajoneuvojen suurin etu on niiden ympäristöystävällisyys. Tässä kannattaa huomioida, että jotta ne voidaan määritellä tällä tavalla, on ympäristönsuojelun periaatteita noudatettava myös tuotantoprosessissa. 

Vetykäyttöiset autot toimivat siten, että ne tuottavat ajoneuvon liikkumiseen tarvittavan sähkön. Tämä on mahdollista asennettujen polttokennojen ansiosta, joissa on vetysäiliö, joka tuottaa sähköä. Sähköakku toimii puskurina. Sen läsnäolo ajoneuvon koko moottorijärjestelmässä on välttämätöntä esimerkiksi kiihdytyksen aikana. Se voi myös absorboida ja varastoida kineettistä energiaa jarrutuksen aikana. 

Prosessi, joka tapahtuu vetymoottorissa 

On myös syytä selvittää, mitä itse ajoneuvon vetymoottorissa tapahtuu. Polttokenno tuottaa sähköä vedystä. Tämä johtuu käänteisestä elektrolyysistä. Itse reaktio on se, että ilmassa oleva vety ja happi ovat vuorovaikutuksessa muodostaen vettä. Tämä tuottaa lämpöä ja sähköä sähkömoottorin käyttämiseksi.

Polttokennot vetyautoissa

PEM-polttokennoja käytetään vetykäyttöisissä ajoneuvoissa. Se on polymeerinen elektrolyyttinen kalvo, joka erottaa anodia ja katodia ympäröivän vedyn ja hapen. Kalvo läpäisee vain vetyioneja. Samaan aikaan anodilla vetymolekyylit erotetaan ioneiksi ja elektroneiksi. Vetyionit kulkevat sitten EMF:n läpi katodille, jossa ne yhdistyvät ilmakehän hapen kanssa. Siten ne luovat vettä.

Toisaalta vetyelektroni ei voi kulkea EMF:n läpi. Siksi ne kulkevat anodin ja katodin yhdistävän johtimen läpi. Näin syntyy sähköä, joka lataa ajoakkua ja käyttää auton sähkömoottoria.

Mikä on vety?

Sitä pidetään yksinkertaisimpana, vanhimpana ja samalla yleisimpänä elementtinä koko universumissa. Vetyllä ei ole erityistä väriä tai hajua. Se on yleensä kaasumaista ja ilmaa kevyempää. Luonnossa sitä esiintyy vain sidottuna, esimerkiksi vedessä.

Vety polttoaineena – mistä sitä saadaan?

H2-elementti saadaan elektrolyysiprosessissa. Tämä vaatii tasavirtaa ja elektrolyyttiä. Niiden ansiosta vesi jaetaan erillisiksi komponenteiksi - vedyksi ja hapeksi. Itse happea muodostuu anodilla ja vetyä katodilla. H2 on usein kemiallisten prosessien, maakaasusynteesin tai raakaöljyn jalostuksen sivutuote. Merkittävä osa vedyn tarpeesta katetaan uusiutuvilla energialähteillä.

Vety uusiutuvista lähteistä – mitkä raaka-aineet kuuluvat tähän ryhmään?

On syytä selventää, mitä materiaaleja voidaan kutsua uusiutuviksi raaka-aineiksi. Jotta vety- ja polttokennoajoneuvot olisivat kestäviä, polttoaineen on oltava peräisin seuraavista lähteistä:

• aurinkosähkö;
• tuulivoima;
• vesi energia;
• aurinkoenergia;
• maalämpö;
• biomassaa.

Vetyautot – Toyota Mirai

Vuoden 2022 Toyota Mirai, samoin kuin 2021, on yksi asiakkaiden eniten valitsemista malleista. Mirain toimintasäde on jopa 555 km ja 134 kW:n sähkömoottori sijaitsee auton takana. Energiaa tuotetaan ajoneuvossa olevista polttokennoista, jotka sijaitsevat auton etupellin alla. Vetyä käytetään primäärienergiana ja varastoidaan säiliöihin niin sanotussa kardaanitunnelissa takaistuinten alla. Säiliöt sisältävät 5,6 kg vetyä 700 barin paineessa. Toyota Mirain muotoilu on myös etu - auton muotoilu ei ole futuristinen, vaan klassinen.

Mirai kiihtyy 100 km/h 9,2 sekunnissa ja sen huippunopeus on 175 km/h.. Toyota Mirai tuottaa tasaista tehoa ja reagoi erittäin hyvin kuljettajan liikkeisiin - sekä kiihdyttämiseen että jarrutukseen.

Vety BMW X5 - auto, johon kannattaa kiinnittää huomiota

Vetykäyttöisten ajoneuvojen valikoimaan kuuluu myös maastoautoja. Yksi niistä on BMW X5 Hydrogen. Malli suunnittelultaan ei eroa saman sarjan uunivastineistaan. Vain valopaneelit tai vanteiden muotoilu voivat poiketa toisistaan, mutta nämä eivät ole silmiinpistäviä epäjohdonmukaisuuksia. Baijerin tuotemerkin tuotteessa on kaksi säiliötä, jotka pystyvät varastoimaan jopa 6 kg kaasua, sekä polttokennoja, joiden kapasiteetti on jopa 170 hv. Mielenkiintoista on, että BMW on yhdistänyt voimansa Toyotan kanssa. Vetykäyttöinen X5-malli on kehitetty samalla tekniikalla kuin aasialaisen valmistajan Hydrogen NEXTin autot. 

Ovatko vetyautot todella vihreitä?

Vetyautojen tärkein etu on, että ne ovat ympäristöystävällisiä. Kuitenkin, onko näin todella, riippuu suurelta osin siitä, kuinka vetyä tuotetaan. Aikana, jolloin pääasiallinen polttoaineen hankintatapa on tuotanto maakaasulla, sähkö, joka on itsessään ympäristöystävällinen ja päästötön, ei vähennä kaikkea vedyn tuotannossa syntyvää saastumista. Myös pitkän käytön jälkeen. Vetyautoa voidaan kutsua täysin vihreäksi, jos sen käyttämiseen tarvittava energia tulee kokonaan uusiutuvista lähteistä. Samalla ajoneuvo on täysin turvallinen ympäristölle. 

Vetyautot - yhteenveto

Sähköajoneuvojen toimintasäde kasvaa jatkuvasti ja niillä on myös hauska ajaa. Sähköajoneuvojen tankkaus voi kuitenkin olla haaste. Tällaisella ajolla varustetut autot osoittavat itsensä erinomaisesti suurten kaupunkien, kuten Varsovan, läheisyydessä.Vetytankkausasemia on maassamme vielä vähän, mutta tämän pitäisi muuttua vuoteen 2030 mennessä, jolloin asemien määrä nousee Orlenin mukaan yli 100:aan.