Hur fungerar vätgasmotorer?

Vätgasmotorer anses av många vara ett utmärkt alternativ till fossila bränslemotorer. Det finns två typer av vätgasmotorer, och de förlitar sig på olika principer för kraft. Förbränningsvätgasmotorer fungerar på ett sätt som liknar petroleumförbränningsmotorer. En vätebränslecellsmotor fungerar genom att blanda väte och syre, vilket genererar elektricitet under den kemiska reaktionen.

Förbränningsvätemotorer är precis som andra förbränningsmotorer, förutom att de använder väte istället för fossilt bränsle, vilket gör det enkelt att omvandla tillverkningsprocessen från petroleumbrännare till vätgasmotorer. Dessa vätemotorer bränner flytande väte för att flytta kolvar och generera kraft. Vätgas ger hög energi utan att producera skadliga avgaser.

Det finns dock vissa begränsningar för förbränningsvätgasmotorn som gör den opraktisk. För att hålla tillräckligt med bränsle för att vara användbart måste väte lagras i flytande form, vilket kräver kylning till extremt låga temperaturer. Så låga temperaturer skulle leda till påfrestningar och sprickbildning, inte bara på bränsletanken, utan på alla omgivande strukturer. Att isolera och förstärka ett fordon för att motstå dessa temperaturer höjer tillverkningskostnaderna till oöverkomliga nivåer.

Ett alternativ till denna modell är bränslecellsmodellen. Väte och syre blandas inuti bränslecellen och kombineras för att bilda vatten. Denna kemiska reaktion frigör också elektricitet, som kan lagras och användas för att driva motorn. Vatten är det enda avgaserna som produceras av denna motor, vilket gör den till ett bra alternativ för att minska luftföroreningarna.

Inuti bränslecellen passerar komprimerad vätgas genom en platinabelagd katalysator, där elektroner dras bort, genererar elektricitet och skapar positiva vätejoner. Syre som injiceras i cellen genom en katod binder till jonerna och producerar vatten. Detta vatten kan sedan släppas ut som avgas. Energi som genereras av en enda bränslecell skulle inte räcka för att driva ett fordon, men en serie celler skulle kunna kopplas ihop för att ge tillräcklig energi.

Det finns också begränsningar för bränslecellsvätgasmotorer. De är exceptionellt ömtåliga och kanske inte är tillräckligt robusta för att överleva användning i ett fordon. De använder dyra komponenter och ädla metaller som platina i sin konstruktion, vilket driver upp tillverkningskostnaden.

Bränsleceller är också benägna att frysa, särskilt före start. Efter att vätgasmotorn är igång genereras tillräcklig värme av den kemiska processen för att cellerna inte ska frysa. De producerar dock inte lika mycket värme som förbränningsmotorer och bränslecellsmotorer tar betydligt längre tid att värma upp.