מכוניות מימן הן העתיד של תעשיית הרכב. איך עובדות מכוניות מימן כמו טויוטה מיראי וב.מ.וו X5?
תוכן
מכוניות מימן עדיין לא תופסות עמדה חזקה בשוק. מעט יצרנים מחליטים להתמקד לחלוטין בפיתוח הטכנולוגיה הזו. העבודה היא עדיין בעיקר על מנועים חשמליים ומנועי בעירה פנימית או היברידיים פחות מזהמים. למרות התחרות הרבה, מכוניות מימן הן קוריוז. מה כדאי לדעת עליהם?
כיצד פועלת אנרגיית המימן?
היתרון הגדול ביותר של כלי רכב המונעים במימן הוא ידידותיותם לסביבה. כאן המקום לציין כי על מנת שניתן יהיה להגדיר אותם כך יש לכבד את עקרונות השמירה על הסביבה גם בתהליך הייצור.
מכוניות המונעות במימן פועלות בצורה כזו שהן מייצרות את החשמל הדרוש להנעת הרכב. הדבר מתאפשר הודות לתאי הדלק המותקנים עם מיכל מימן המייצר חשמל. הסוללה החשמלית פועלת כחיץ. נוכחותו בכל מערכת המנוע של הרכב נחוצה, למשל, במהלך האצה. זה יכול גם לספוג ולאגור אנרגיה קינטית במהלך בלימה.
התהליך המתרחש במנוע מימן
כדאי גם לברר מה בדיוק קורה במנוע המימן של הרכב עצמו. תא הדלק מייצר חשמל ממימן. זה נובע מאלקטרוליזה הפוכה. התגובה עצמה היא שמימן וחמצן באוויר מתקשרים ליצירת מים. זה מייצר חום וחשמל כדי להניע את המנוע החשמלי.
תאי דלק במכוניות מימן
תאי דלק PEM משמשים בכלי רכב המונעים במימן. זוהי קרום אלקטרוליטי פולימרי המפריד בין המימן והחמצן המקיפים את האנודה והקתודה. הממברנה חדירה רק ליוני מימן. במקביל, באנודה, מולקולות מימן מופרדות ליונים ולאלקטרונים. יוני המימן עוברים לאחר מכן דרך ה-EMF אל הקתודה, שם הם מתחברים עם חמצן אטמוספרי. כך, הם יוצרים מים.
מצד שני, אלקטרוני מימן אינם יכולים לעבור דרך EMF. לכן, הם עוברים דרך החוט המחבר את האנודה והקתודה. כך נוצר חשמל אשר מטעין את סוללת המתיחה ומניע את המנוע החשמלי של המכונית.
מה זה מימן?
הוא נחשב ליסוד הפשוט, העתיק ביותר ובו בזמן הנפוץ ביותר ביקום כולו. למימן אין צבע או ריח ספציפיים. הוא בדרך כלל גזי וקל יותר מאוויר. בטבע, זה מתרחש רק בצורה קשורה, למשל, במים.
מימן כדלק - מאיפה משיגים אותו?
יסוד H2 מתקבל בתהליך של אלקטרוליזה. זה דורש זרם ישר ואלקטרוליט. הודות להם, מים מפוצלים למרכיבים נפרדים - מימן וחמצן. החמצן עצמו נוצר באנודה, ומימן בקתודה. H2 הוא לרוב תוצר לוואי של תהליכים כימיים, סינתזת גז טבעי או זיקוק נפט גולמי. חלק ניכר מהביקוש למימן מסופק על ידי מקורות אנרגיה מתחדשים.
מימן ממקורות מתחדשים - אילו חומרי גלם נכנסים לקבוצה זו?
כדאי להבהיר אילו חומרים ספציפיים יכולים להיקרא חומרי גלם מתחדשים. כדי שכלי רכב מימן ותאי דלק יהיו בני קיימא, הדלק חייב להגיע ממקורות כגון:
- פוטו-וולטאים;
- אנרגיית רוח;
- אנרגיית מים;
- אנרגיה סולארית;
- אנרגיה גיאותרמית;
- ביומסה.
מכוניות מימן – טויוטה מיראי
טויוטה מיראי 2022, כמו גם 2021, הוא אחד הדגמים הנבחרים ביותר על ידי הלקוחות. למיראי טווח נסיעה של עד 555 ק"מ ומנוע חשמלי של 134 קילוואט הממוקם בחלק האחורי של המכונית. אנרגיה מופקת על ידי תאי דלק על הסיפון הממוקמים מתחת למכסה המנוע הקדמי של הרכב. מימן משמש כאנרגיה ראשונית ומאוחסן במיכלים במה שנקרא מנהרת קרדן מתחת למושבים האחוריים. המיכלים מכילים 5,6 ק"ג מימן ב-700 בר. גם העיצוב של טויוטה מיראי הוא יתרון - עיצוב המכונית אינו עתידני, אלא קלאסי.
מיראי מאיצה ל-100 קמ"ש תוך 9,2 שניות ומהירותה המרבית היא 175 קמ"ש.. טויוטה מיראי מספקת עוצמה עקבית ומגיבה טוב מאוד לתנועות הנהג - גם מאיץ וגם בלימה.
מימן BMW X5 - מכונית ששווה לשים לב אליה
מערך הרכבים המונעים במימן כולל גם רכבי שטח. אחד מהם הוא ב.מ.וו X5 מימן. הדגם בעיצובו אינו שונה מעמיתיו לכבשן מאותה סדרה. רק הלוחות הקלים או עיצוב החישוקים עשויים להיות שונים, אך אלו אינן חוסר עקביות בולט. למוצר של המותג הבווארי שני מיכלים המסוגלים לאחסן עד 6 ק"ג גז, וכן תאי דלק בהספק של עד 170 כ"ס. מעניין שב.מ.וו שילבה כוחות עם טויוטה. דגם ה-X5 המונע במימן פותח באמצעות אותה טכנולוגיה כמו המכוניות של היצרנית האסייתית Hydrogen NEXT.
האם מכוניות מימן הן באמת ירוקות?
היתרון העיקרי של מכוניות מימן הוא שהן ידידותיות לסביבה. עם זאת, האם זה אכן המקרה תלוי במידה רבה באופן ייצור המימן. בתקופה שבה השיטה העיקרית להשגת דלק היא הפקה באמצעות גז טבעי, החשמל, שהוא כשלעצמו הוא סביבתי ונטול פליטות, אינו מפחית את כל הזיהום המתרחש במהלך ייצור המימן. גם לאחר שימוש ממושך ברכב. מכונית מימן יכולה להיקרא ירוקה לחלוטין אם האנרגיה הדרושה להפעלתה מגיעה כולה ממקורות מתחדשים. יחד עם זאת, הרכב בטוח לחלוטין לסביבה.
מכוניות מימן - סיכום
לרכבים חשמליים טווח נסיעה הולך וגדל והם גם מהנים מאוד לנהיגה. עם זאת, תדלוק כלי רכב חשמליים יכול להיות אתגר. מכוניות עם כונן כזה יוכיחו את עצמן מצוין בקרבת ערים גדולות, כמו ורשה.עדיין יש מעט תחנות מימן בארצנו, אבל זה אמור להשתנות עד 2030, אז יגדל מספר התחנות ליותר מ-100, לדברי אורלן.
