Wat is een waterstofauto en hoe werkt een FCEV?

Het is geen geheim dat de wereld zich in de nabije toekomst richt op emissievrije voertuigen. Hoewel elektrische voertuigen het afgelopen decennium aan populariteit hebben gewonnen als alternatief voor benzinevoertuigen, hebben waterstofauto's moeite om hun achterstand in te halen. Voertuigen op waterstof blijven echter een plausibele optie, net als elektrische voertuigen, ter vervanging van benzinevoertuigen.

Benieuwd naar de wetenschap achter waterstofauto's? Blijf lezen.

Hoe werkt een waterstofauto?

Als het gaat om waterstofauto's, kun je twee verschillende krachtbronnen hebben; een waterstof verbrandingsmotor of waterstof brandstofcellen. De waterstofverbrandingsmotor is vergelijkbaar met een benzinemotor ontworpen, behalve dat hij waterstof verbrandt in plaats van benzine.

Aan de andere kant wordt een waterstofbrandstofcel gebruikt om chemische energie om te zetten in elektriciteit om uw motor aan te drijven. Om dit te laten gebeuren, wordt waterstofgas uit de tank vrijgegeven naar de brandstofcel waar het wordt gemengd met zuurstof om een ​​chemische reactie te creëren die ervoor zorgt dat elektronen elektriciteit opwekken.

Technisch gezien zou een waterstofauto een elektrisch voertuig kunnen zijn, maar in plaats van op batterijen te rijden, zijn ze ontworpen met brandstofcelcentrales die hun eigen elektriciteit opwekken; daarom worden ze brandstofcel-elektrische voertuigen of FCEV genoemd. Evenzo heeft u de mogelijkheid om te kiezen voor een waterstofauto met verbrandingsmotor; ook wel bekend als een HICEV. Leer meer over hoe elektrische voertuigen werken als je niet bekend bent.

Wat zijn de voordelen van auto's op waterstof?

Waterstofvoertuigen die afhankelijk zijn van brandstofcellen of interne verbranding, produceren waterdamp als uitlaatgas zonder sporen van koolstofdioxide. Met andere woorden, waterstofvoertuigen zijn net als elektrische voertuigen milieuvriendelijk.

Verder hoeft een waterstofauto niet te worden opgeladen zoals een batterij-elektrisch voertuig; je kunt hem in minder dan vijf minuten bijtanken. In feite kunnen de meeste waterstofauto's gemakkelijk een afstand van maximaal 300 mijl afleggen op een volle tank.

Omdat waterstofauto's met brandstofcellen hun eigen elektriciteit opwekken tijdens het rijden, hebben ze geen grote batterijen nodig. In de meeste gevallen is een kleine 30kW batterij meer dan genoeg om elektriciteit op te slaan. Om nog maar te zwijgen, de meeste waterstofvoertuigen met brandstofcellen hebben een levensduur van 5.000 tot 10.000 uur; dit komt overeen met 150.000 tot 300.000 mijl.

Als u in een elektrisch voertuig met brandstofcel rijdt, is de motor natuurlijk muisstil.

Waarom zijn waterstofauto's nog niet mainstream?

Volgens TWI Global, Waterstofauto's zijn duurder om te produceren dan elektrische auto's op batterijen. Daarom durven de meeste autofabrikanten de gok niet te wagen en massaal waterstofauto's te gaan produceren.

Zelfs als u een waterstofauto kunt betalen, waar zou u deze dan tanken? Er is op dit moment simpelweg niet genoeg infrastructuur om waterstofvoertuigen te ondersteunen. Vanaf het datacenter voor alternatieve brandstoffen (AFDC), 48 waterstoftankstations zijn open voor het publiek in de Verenigde Staten; 47 van die tankstations bevinden zich in Californië. Als u in Canada bent, zijn er slechts zeven openbaar toegankelijke waterstoftankstations (volgens GLP Autogas).

Er is ook de kwestie van de energie-efficiëntie van waterstof; er zijn veel middelen nodig die meestal gepaard gaan met de verbranding van fossiele brandstoffen om zuiver waterstofgas uit methaan of water te winnen.

Maar wat als u op zonne-energie gebaseerde elektriciteit gebruikt om waterstof te oogsten zonder fossiele brandstoffen? Ja, het kan, maar volgens a onderzoek gedaan door The Conversation, zou het energiezuiniger zijn als je batterij-EV's rechtstreeks oplaadt in plaats van elektriciteit te gebruiken om waterstofgas te produceren om alleen maar weer elektriciteit op te wekken via brandstofcellen.

Voor het waterstofgas dat bij tankstations beschikbaar is, zou je er meer voor betalen dan benzine of elektriciteit; tenzij er een wereldwijd brandstoftekort is waardoor de benzineprijs omhooggeschoten is. In feite bevat waterstof meer energie per volume-eenheid dan benzine; hierdoor zult u waarschijnlijk vaker naar een waterstoftankstation gaan.

Last but not least is waterstofgas zeer vluchtig en ontvlambaar, waardoor het moeilijk op te slaan is. Om die reden moeten waterstofgastanks robuust zijn en onder extreme omstandigheden crashtests ondergaan voordat ze worden goedgekeurd. Ook worden waterstofcentrales meestal in de buurt van tankstations gebouwd, omdat transport over lange afstand veiligheidsrisico's met zich meebrengt.

Welke waterstofauto's zijn beschikbaar voor consumenten?

Volgens Motor1, zijn er sinds 2011 wereldwijd slechts 41.700 waterstofauto's verkocht. De enige waterstofauto's die momenteel in productie zijn, zijn de Hyundai Nexo en Toyota Mirai. Andere opmerkelijke waterstofvoertuigen die werden vervaardigd maar stopgezet, zijn Honda Clarity en Hyundai Tucson FCEV.

De Hyundai Nexo is een brandstofcel elektrisch SUV-voertuig dat op waterstof rijdt; het heeft een bereik van tussen 354 mijl tot 380 mijl. De startprijs in Noord-Amerika is ongeveer $ 59.000 voor de Blue-uitvoering en ongeveer $ 62.000 voor de Limited-uitvoering.

Net als bij de Hyundai Nexo, de Toyota Mirai is een middelgrote sedan-auto met waterstofbrandstofcel. Op een volle tank heeft de Toyota Mirai een geschat bereik van 357 mijl (beperkte trim) tot 402 mijl (XLE-trim). De startprijs in Noord-Amerika is $ 49.500 voor de XLE-trim en $ 66,000 voor de Limited-trim.

Zowel de Hyundai Nexo als de Toyota Mirai komen in aanmerking voor de federale fiscale stimulering van $ 7.500 in de Verenigde Staten; als u een waterstofauto koopt in Californië, krijgt u een extra belastingvermindering van $ 4.500.

Het is ook vermeldenswaard dat zowel de Toyota Mirai als de Hyundai Nexo worden geleverd met een renteloze financieringsoptie en gratis brandstof bijvullen bij elk waterstofstation tot $ 15.000. Beter dan dit wordt het niet! Als alternatief kunt u overwegen: opties voor batterij-elektrische voertuigen met nul uitstoot.

Kan uw volgende auto op waterstof rijden?

Eerlijk gezegd hebben we nog een lange weg te gaan voordat waterstofauto's een normaal verschijnsel op de weg worden. Natuurlijk, totdat overal waterstoftankstations verschijnen en het benutten van waterstof economisch haalbaar wordt, zullen de meeste mensen sceptisch zijn over waterstofauto's.

U kunt echter nu nog steeds een waterstofauto kopen als u dat wilt. Het probleem is dat het vinden van een waterstoftankstation een moeilijke uitdaging kan zijn.

4 Dingen om te overwegen voordat u overstapt op een elektrisch voertuig

Lees volgende

Over de auteur