Hidrogenul este o piatră de temelie esențială a universului nostru deoare este legat de toate organismele vii și are un potențial enorm, și anume acela că reprezintă o sursă excelentă de energie care poate fi folosită pentru a genera energie electrică din apă. Hidrogenul este o substanță curată, sigură și disponibilă în cantități aproape nelimitate. De fapt, există, practic, în tot ceea ce ne înconjoară: în stele, în crusta planetelor și în corpul uman.

Și atunci, de ce să nu profităm de abundența lui? Pentru că, dacă este folosit la rachetele spațiale, atunci de ce nu ar putea fi folosit la scară largă și pentru mașinile noastre cele de zi cu zi?

Practic, hidrogenul marchează începutul unei noi ere de mobilitate cu zero emisii. De altfel, experții în domeniul electromobilității spun că hidrogenul este piesa lipsă din puzzle-ul care poate completa această industrie acolo unde vehiculele electrice pe baterii pierd teren.

Ce este și cum se obține hidrogenul

Hidrogenul, notat cu simbolul chimic „H”, este primul și cel mai ușor element din tabelul periodic și are un conținut energetic foarte ridicat.

În formă pură, hidrogenul este un gaz invizibil, inodor și non-toxic, care este mai ușor decât aerul. Însă, din cauză că nu este prezent în mod natural în această formă, ci întotdeauna legat chimic, acesta trebuie mai întâi extras.

În cazul în care este folosită electricitate din surse regenerabile procedura este și mai prietenoasă cu mediul înconjurător

De altfel, există mai multe metode pentru a produce hidrogen, iar una dintre acestea este electroliza apei. În timpul acestui proces se trece un curent electric prin apă, acesta având ca rezultat producerea de hidrogen în formă gazoasă.

Există o mulțime de resurse naturale pe care le putem folosi pentru a face acest lucru, inclusiv utilizarea energiei regenerabile, cum ar fi energia eoliană și cea solară. În cazul în care este folosită electricitate din surse regenerabile procedura este și mai prietenoasă cu mediul înconjurător.

În plus, hidrogenul poate fi stocat și transportat destul de ușor, iar toate aceste atribute îl plasează în topul surselor de energie alternativă ale viitorului.

Cele mai mari cantități se găsesc în apă (H2O). Dacă aceasta este descompusă în constituenții săi, hidrogenul astfel produs va putea fi mai întâi depozitat și, dacă este necesar, mai apoi ars pentru generarea staționară de curent electric și căldură. Totodată, poate fi transformat în celule de combustie sau folosit pe post de combustibil în rezervoarele autovehiculelor.

Valoarea energetică legată de greutate este una cât se poate de convingătoare. Astfel, 1 kg de hidrogen conține la fel de multă energie ca 2,1 kg de gaz natural sau 2,8 litri de benzină.

Unde poate fi util hidrogenul și în ce mod

Probabil cea mai cunoscută utilizare a hidrogenului este cea din transport. Marii producători din industria auto au lansat o serie de automobile pe bază hidrogen care ar putea acapara un segment din piață în următorii ani.

De asemenea, transporturile de mărfuri pe cale rutieră sau maritimă pot fi un domeniu extrem de important pentru hidrogen, însă acest tip de energie ar putea fi cu adevărat util în zonele unde accesul la electricitate este limitat sau lipsește cu desăvârșire, iar hidrogenul poate deveni o sursă primară de electricitate.

Transporturile de mărfuri pe cale rutieră sau maritimă pot fi un domeniu extrem de important pentru hidrogen

Trebuie să facem precizarea că mașinile alimentate cu hidrogen pot folosi combustibilul pentru a genera electricitate și ulterior energie mecanică. Dar, cu excepția unor prototipuri și a unui număr limitat de modele comerciale, lansarea pe scară largă a acestor automobile este încă destul de lentă.

Spre deosebire de motoarele pe benzină și diesel, sistemele de propulsie pe bază de hidrogen are avantajul absenței emisiilor de substanțe poluante precum monoxidul de carbon sau dioxidul de carbon.

În schimb, deoarece combustia hidrogenului are loc într-o atmosferă care conține oxigen și azot, procesul de ardere are ca efect secundar eliberarea de oxid de azot, un gaz nociv pentru sănătatea omului.

Din acest motiv, mașinile cu motoare termice alimentate cu hidrogen nu pot fi considerate mașini cu zero emisii. Acesta este unul dintre motivele pentru care industria constructoare de automobile nu a acordat până acum o atenție foarte mare acestui tip de propulsie.

În această situație, alternativa este reprezentată de mașinile electrice care folosesc pile de combustie pe bază de hidrogen.

Ce sunt și cum funcționează pilele de combustie pe bază de hidrogen

Pentru a transforma hidrogenul în energie electrică este necesară o pilă de combustie. Sistemul de propulsie bazat pe aceste pile de combustie pe bază de hidrogen generează energie electrică prin intermediul reacției dintre hidrogen și oxigen al cărei unic produs secundar este apa.

Această electricitate este transmisă apoi direct către motorul electric cu care este echipat un automobil cu emisii zero, în timp ce energia în exces este stocată temporar în bateria care poate, de asemenea, să alimenteze sistemul de propulsie. Acesta din urmă poate fi alcătuit din unul sau din mai multe unități electrice.

Automobilul electric va utiliza energia electrică generată de pila de combustie

Pe scurt și pe înțelesul tuturor, pila de combustie pe bază de hidrogen este o celulă electrochimică ce are rolul de a transforma energia chimică rezultată din interacțiunea hidrogenului cu oxigenul în energie electrică.

Practic, în acest mod, în loc să folosească electricitatea furnizată de o baterie Li-Ion, automobilul electric va utiliza energia electrică generată de pila de combustie. În același timp, există posibilitatea ca energia electrică rezultată să fie stocată și într-o baterie de mici dimensiuni înainte de a fi utilizată de motorul electric.

Spre deosebire de mașinile dotate cu motoare cu ardere internă alimentate cu hidrogen, ca urmare a procesului din pila de combustie va rezulta doar apă distilată, care va fi eliminată prin sistemul de evacuare sub formă de vapori. Asta înseamnă că în timpul utilizării mașinile electrice pe bază de hidrogen nu vor degaja în atmosferă nici un fel de gaze nocive.

În momentul de față, pe piață sunt disponibile doar două modele electrice alimentate cu hidrogen: Toyota Mirai și Hyundai Nexo.

Primul dintre acestea a fost lansat în 2015 și acum se află deja la cea de-a doua generație. Consumul oficial este de 0,79 kg H/100 km, iar autonomia anunțată este de aproximativ 650 km, conform noului standard european WLTP.

Cel de-al doilea model care funcționează pe bază de hidrogen aflat pe piață este Hyundai Nexo, care poate parcurge cu un „plin” 665 de kilometri.

Vezi şi care sunt cele mai ieftine mașini electrice din România în 2022!