Waterstofauto's zijn de toekomst van de auto-industrie. Hoe werken waterstofauto's als de Toyota Mirai en BMW X5?

Waterstofauto's hebben nog geen sterke positie in de markt. Weinig fabrikanten besluiten zich volledig te richten op de ontwikkeling van deze technologie. Er wordt nog vooral gewerkt aan elektromotoren en minder vervuilende verbrandings- of hybridemotoren. Ondanks veel concurrentie zijn waterstofauto's een curiositeit. Wat is de moeite waard om over hen te weten?

Hoe werkt waterstofenergie?

Het grootste voordeel van voertuigen op waterstof is hun milieuvriendelijkheid. Het is vermeldenswaard dat om ze op deze manier te kunnen definiëren, het noodzakelijk is om de principes van milieubescherming ook in het productieproces te respecteren. 

Auto's op waterstof werken zo dat ze de elektriciteit opwekken die nodig is om het voertuig te verplaatsen. Dit is mogelijk dankzij de geïnstalleerde brandstofcellen met een waterstoftank die elektriciteit opwekt. De elektrische batterij fungeert als buffer. Zijn aanwezigheid in het gehele motorsysteem van het voertuig is bijvoorbeeld noodzakelijk tijdens het accelereren. Het kan ook kinetische energie tijdens het remmen absorberen en opslaan. 

Het proces dat plaatsvindt in een waterstofmotor 

Het is ook de moeite waard om uit te zoeken wat er precies gebeurt in de waterstofmotor van het voertuig zelf. De brandstofcel produceert elektriciteit uit waterstof. Dit komt door omgekeerde elektrolyse. De reactie zelf is dat waterstof en zuurstof in de lucht op elkaar inwerken om water te vormen. Hiermee wordt warmte en elektriciteit opgewekt om de elektromotor aan te drijven.

Brandstofcellen in waterstofauto's

PEM-brandstofcellen worden gebruikt in voertuigen op waterstof. Het is een polymeer elektrolytisch membraan dat de waterstof en zuurstof rond de anode en kathode scheidt. Het membraan is alleen doorlaatbaar voor waterstofionen. Tegelijkertijd worden aan de anode waterstofmoleculen gescheiden in ionen en elektronen. De waterstofionen gaan vervolgens door de EMF naar de kathode, waar ze zich combineren met zuurstof uit de lucht. Zo creëren ze water.

Aan de andere kant kunnen waterstofelektronen de EMF niet passeren. Daarom gaan ze door de draad die de anode en kathode verbindt. Zo wordt elektriciteit opgewekt die de tractiebatterij oplaadt en de elektromotor van de auto aandrijft.

Wat is waterstof?

Het wordt beschouwd als het eenvoudigste, oudste en tegelijkertijd meest voorkomende element in het hele universum. Waterstof heeft geen specifieke kleur of geur. Het is meestal gasvormig en lichter dan lucht. In de natuur komt het alleen in gebonden vorm voor, bijvoorbeeld in water.

Waterstof als brandstof - waar wordt het vandaan gehaald?

Het H2-element wordt verkregen tijdens het elektrolyseproces. Dit vereist gelijkstroom en een elektrolyt. Dankzij hen wordt water opgesplitst in afzonderlijke componenten: waterstof en zuurstof. Zuurstof zelf wordt gevormd aan de anode en waterstof aan de kathode. H2 is vaak een bijproduct van chemische processen, aardgassynthese of raffinage van ruwe olie. Een aanzienlijk deel van de vraag naar waterstof wordt gedekt door hernieuwbare energiebronnen.

Waterstof uit hernieuwbare bronnen - welke grondstoffen vallen in deze groep?

Het is de moeite waard om te verduidelijken welke specifieke materialen hernieuwbare grondstoffen kunnen worden genoemd. Om waterstof- en brandstofcelvoertuigen duurzaam te maken, moet de brandstof afkomstig zijn van bronnen zoals:

• fotovoltaïsche energie;
• windenergie;
• water energie;
• zonne energie;
• Geothermische energie;
• biomassa.

Waterstofauto's - Toyota Mirai

De Toyota Mirai uit 2022 is, evenals de 2021, een van de meest gekozen modellen door klanten. Mirai heeft een actieradius tot 555 km en een 134 kW sterke elektromotor aan de achterzijde van de auto. Energie wordt opgewekt door on-board brandstofcellen die zich onder de motorkap van de auto bevinden. Waterstof wordt gebruikt als primaire energie en opgeslagen in tanks in de zogenaamde cardantunnel onder de achterbank. De tanks hebben een inhoud van 5,6 kg waterstof bij 700 bar. Het ontwerp van de Toyota Mirai is ook een voordeel - het ontwerp van de auto is niet futuristisch, maar klassiek.

Mirai accelereert in 100 seconden naar 9,2 km/u en heeft een topsnelheid van 175 km/u.. De Toyota Mirai levert constant vermogen en reageert zeer goed op de bewegingen van de bestuurder - zowel accelereren als remmen.

Waterstof BMW X5 - een auto die de moeite waard is om op te letten

Het aanbod voertuigen op waterstof omvat ook SUV's. Een daarvan is de BMW X5 Waterstof. Het model verschilt qua ontwerp niet van zijn oven-tegenhangers uit dezelfde serie. Alleen de lichtpanelen of het ontwerp van de velgen kunnen verschillen, maar dit zijn geen opvallende inconsistenties. Het product van het Beierse merk heeft twee tanks die tot 6 kg gas kunnen opslaan, evenals brandstofcellen met een vermogen tot 170 pk. Interessant is dat BMW de krachten heeft gebundeld met Toyota. Het X5-model op waterstof is ontwikkeld met dezelfde technologie als de auto's van de Aziatische fabrikant Hydrogen NEXT. 

Zijn waterstofauto's echt groen?

Het grote voordeel van waterstofauto's is dat ze milieuvriendelijk zijn. Of dat ook daadwerkelijk het geval is, hangt echter grotendeels af van de manier waarop waterstof wordt geproduceerd. In een tijd waarin de belangrijkste methode om brandstof te verkrijgen de productie met aardgas is, vermindert elektriciteit, die op zichzelf milieu- en emissievrij is, niet alle vervuiling die optreedt tijdens de productie van waterstof. Ook na langdurig gebruik van de auto. Een waterstofauto is helemaal groen te noemen als de energie die nodig is om hem te laten rijden volledig uit hernieuwbare bronnen komt. Tegelijkertijd is het voertuig volkomen veilig voor het milieu. 

Waterstofauto's - samenvatting

Elektrische voertuigen hebben een steeds groter wordende actieradius en zijn bovendien erg leuk om in te rijden. Het tanken van elektrische voertuigen kan echter een uitdaging zijn. Auto's met zo'n drive zullen zich uitstekend bewijzen in de buurt van grote steden, zoals Warschau.Er zijn nog maar weinig waterstoftankstations in ons land, maar daar moet in 2030 verandering in komen, als het aantal stations zal stijgen tot boven de 100, aldus Orlen.