Vodíkové palivové články fungují na vodík. Zní to jednoduše. Problém je v tom, že vodík na Zemi v elementární formě neexistuje. Je to nejběžnější prvek ve Vesmíru. Zde je obsažena ve spojeních. Aby bylo možné jej použít, musí být vodík extrahován z fosilních paliv nebo vody. Tento extrakční proces vyžaduje energii. Teplo. Sveta. Elektřina. K uvolnění vodíku potřebujete externí zdroj.
To představuje vážnou překážku pro automobilové aplikace. Nemůžete jen tak vzít čistou žílu vodíku v zemi a použít ji. Nejprve musíte vyrobit palivo.
Účinnost čistého vodíku
Některé palivové články používají čistý vodík. Vodík se získává dříve, než vstoupí do systému. Tato metoda je účinná. Čistý vodíkový palivový článek obvykle dosahuje 80procentní energetické účinnosti. To znamená, že 80 procent energetického potenciálu vodíku se přemění přímo na elektřinu.
Ale elektřina netočí koly. Musí se přeměnit na mechanickou energii. Když se vezme v úvahu tento krok konverze, celková účinnost klesá. Od vodíku po mechanický pohon, čistý vodíkový palivový článek pracuje s účinností přibližně 64 procent. Není to dokonalý systém. Je to však standard pro vysoce výkonná vozidla s čistou energií.
Potíže s parním reformováním
Ne všechny systémy používají čistý vodík. Někteří spoléhají na vodíkový reformátor. Toto zařízení je umístěno mezi zdrojem paliva a palivovým článkem. Extrahuje vodík z uhlovodíků nebo alkoholů a poté tento vodík dodává do buňky.
Reformátor musí intenzivně pracovat. Musí čistit vodík. Musí oddělit palivo od tepla a vedlejších plynů vznikajících během procesu reformování. I při použití pokročilé technologie není výstupní produkt tak čistý jako při přímém použití vodíku.
Protože vodík je méně čistý, systém trpí. Celková energetická účinnost palivového článku vyžadujícího reformátor vodíku je nižší než u článku poháněného čistým vodíkem. Během fáze reformy ztrácíte energii. Ztratíte ji během fáze čištění. Ztratíte to, když převedete.
Vyplatí se tento kompromis? Možná. Pokud máte stabilní zdroj benzínu nebo etanolu, reformátor vám umožní vytvořit vodíkové auto bez čisté vodíkové infrastruktury. Trpí tím ale efektivita. V některých kontextech je reformátor nezbytným opatřením. Jindy se to prostě stane úzkým hrdlem.
Věda mluví jasně. Z hlediska účinnosti vítězí čistý vodík. Ale infrastruktura je nedokonalá. Stále řešíme, kde čerpací stanice umístit. A jak zlepšit reformátory. Rozdíl mezi laboratorními měřeními a skutečnými silnicemi zůstává velký.
