Hidrogén üzemanyagcella a közlekedésben

2015. április 16. - Jakus Adam

Napjaink közlekedése alapvetően fosszilis energiahordozóra, a kőolajra épül. A kőolaj frakcionálásával, az egyes komponensek forráspont különbsége révén nyerjük a dízelt, benzint és kerozint. Az üzemanyag elégetésével számos, a környezetet károsító komponenst bocsájtunk a légkörbe. A KSH 2013-as adatai szerint a Magyarországon forgalomban lévő közúti gépjárművek száma 3,7 millió, ebből a személygépkocsik száma 3 millió! A közúti gépjárművek égéstermékének legnagyobb hátránya, hogy közvetlenül az általunk belélegzett levegőbe bocsájtjuk ki a káros összetevőket, "elmérgezve" ezáltal életterünket. Erre a problémára kínálnak megoldást az üzemanyagcellás autók, melyek fő előnye a zéró károsanyag kibocsájtás.

Érdemes még egy kis figyelmet fordítanunk a magyarországi személygépkocsik számára. Az 1960-as években még alig 30.000 ezer db-ra tehető számuk, 20 évvel később, 1980-ban már elértük az 1 milliós darabszámot. A drámai növekedés nem állt meg a 80-as években. Alig 11 év kellett hozzá, hogy beteljesüljön egy "álom", meglegyen a 2 milliós flotta. A növekedés üteme innentől lassult, telítődött a felvevőpiac, 2005-ben megközelítettük a 2 millió 889 ezres darabszámot, és ahogy a bevezetőben is olvashattuk, 2013-ban már elértük a 3 milliót. Lássunk a számok mögé és gondoljuk csak meg, mennyi alapanyagra, nyersanyagra van szükség ennyi autó előállításához, mennyi kőolaj frakcionálására, és nem végső soron mekkora 3 millió személygépkocsi éves károsanyag kibocsájtása? Na azért ne utáljuk meg a közlekedés eme formáját, a hátrányokat és előnyöket mindig együtt érdemes vizsgálni, inkább egy fenntartható, környezetbarát megoldási formára törekedjünk.

Az üzemanyagcella (tüzelőanyagcella) egy elektrokémiai galvánelem, amely a benne lévő üzemanyag kémiai energiáját képes közvetlenül elektromos energiává alakítani. Nagy előnye, hogy használat után nem kell kicserélni vagy eldobni, újbóli üzemanyag hozzáadásával újra működtethető. További előnye, a közlekedésre visszatérve, hogy elméleti hatásfokát nem korlátozzák a Carnot-ciklus termodinamikai határai.

Üzemanyagcella vázlatos felépítése (földgáz felhasználásával állít elő hidrogént, majd legvégül elektromos áramot.

Az e heti kísérletben bemutatott i-H2GO hidrogén üzemanyagcellával üzemelő autó. Egy PEM (polimer elektrolit membrán) típusú, reverzibilis üzemanyagcella, amely szobahőmérsékleten is képes a működésre. Első lépében a víz elektrolízisével hidrogént és oxigént állít elő, majd a hidrogént felhasználva elektromos energiát. Az autó egységben szuperkondenzátort találunk, melyet a töltőállomással előállított elektromos energiával tudunk feltölteni.

Magyar felirat elindításához kattints a Feliratok/Felirat hozzáadás lehetőséghez a lejátszási soron.

Az i-H2GO üzemanyagcellája zéró kibocsájtású, melléktermékként csak vizet bocsájt ki. Itt azonban nem szabad megfeledkezni a hidrogén előállításhoz szükséges energiaforrás előállításáról. Amennyiben nem zéró kibocsájtású pl. napelem, szélkerék segítségével, hanem egyéb elektromos árammal (pl. fosszilis energiahordozóból erőműben) állítjuk elő, úgy a zéró kibocsájtás nem érvényesülhet.

Stiefel Tudományos Kaland pályázat

Pályázz csapatoddal és nyerjétek meg az i-H2GO-t!

Részletek, jelentkezés a logóra kattintva érhető el. Add tovább barátaidnak, ismerőseidnek, kollégáknak.

Az i-H2GO segítségével garantáltan lekötjük a diákok figyelmét és szórakozva taníthatjuk meg az üzemanyagcellákkal kapcsolatos alapvető ismereteket, hangsúlyozhatjuk a megújuló energiák fontosságát, alkalmazásuk mögött lévő szemléletmódot.

Gondolhatjuk, hogy kezünkben a jövő meghajtása, akkor miért vannak mégis fosszilis üzemanyaggal működő járművek? A hidrogén előállítása rendkívül energiaigényes folyamat, továbbá a tárolása is problémás témakör. Azonban az üzemanyagcellákat nem csak gépjárművek meghajtására, hanem számos más berendezés környezetbarát működtetésére is felhasználhatjuk. Napjaink üzemanyagcellái dinamikusan fejlődnek, egyre jobb és jobb hatásfokot elérve.

Bemutatott,oktatatási célra használható RC autó:
i-H2GO