Zašto su dvokolica na vodonik izdržljiva

Prednost gustine energije: H- protiv litijum-jonskih baterija (gravimetrički i volumetrički)

Ono što čini vodonik tako privlačnim za dvokolica se svodi na njegovu gustinu energije. Kada ga gledamo po masi, vodonik ima oko 33.6 kWh po kilogramu. To je zapravo više od 120 puta bolje od onoga što litijum-jonske baterije mogu da ponude, koje imaju oko 0,25 do 0,3 kWh po kilogramu. Zbog toga, vozila na vodonik mogu biti mnogo lakša i da i dalje pređu određenu udaljenost. Hidrogen ima nižu gustinu, ali inženjeri su pronašli način da se izbegne ovaj problem. Oni ga čuvaju pod veoma visokim pritiskom, između 350 i 700 bara, u ovim fancy kompozitnim spremnicima. Sa ovim podešavanjem, uspijevaju da dobiju do 40 grama vodonika po litru. Vozači mogu očekivati više od 250 kilometara na jednom punjenju, nešto što električna vozila na baterije jednostavno ne mogu da ispune bez dodavanja tone dodatne težine. Ova kombinacija dobre energije po težini i pametnih rješenja za skladištenje daje vodoničnim biciklima pravu prednost kada je u pitanju prevoz ljudi po gradovima bez nošenja teške težine baterije.

Brzina punjenja goriva i radno vreme: <3 minuta naspram 14 sati punjenja

Koliko brzo se nešto može napuniti gorivom čini svu razliku kada govorimo o tome šta radi u stvarnom svijetu, a vodonik definitivno ima prednost na ovom frontu. Skuter koji radi na vodonik može biti napunjen za manje od tri minute, što je skoro jednako brzo kao punjenje rezervoara. Usporedi to sa litijum-jonskim baterijama koje trebaju od jednog do četiri sata da se potpuno napuniti. Za preduzeća koja imaju velike flote vozila, ovi brojevi znače veliko poboljšanje u tome koliko mogu da koriste svoja vozila. Na primer, vozači koji prelaze oko 420 kilometara dnevno gotovo nikada ne čekaju da im se vrati struja. Kreću se između smjena bez da izgube ritam. Obični gradski ljudi koji putuju na posao takođe se manje stresiraju zbog toga što im ponestane energije na pola puta, više ne troše dragocjena vremena priključena na punjač negdje. Dok električna vozila vezuju ljude na određene rasporede punjenja, vodonik im jednostavno omogućava da se vrate u akciju gotovo odmah, što objašnjava zašto postaje tako popularan među uslugama gdje je vrijeme najvažnije.

Skuter sa vodikovim pogonom u stvarnom svetu

Ispitivanja urbane mobilnosti: Honda Clarity Fuel Cell Scooter i HySE-1 podaci iz Tokija

Hidrogenski skuterovi testirani na gužvama Tokija, uključujući modele Honda (Clarity Fuel Cell) i HySE-1, uspjeli su da pređu oko 250 do 300 kilometara na jednom rezervoaru čak i kada su se suočavali sa stalnim zaustavljanjima, brdima i promenljivim vremenskim uslovima. Napuni ih na testnim stanicama traje samo oko tri minuta, što je veliki plus u poređenju sa električnim vozilima kojima je potrebno nekoliko sati da se napune. Ono što se najviše ističe je kako ovi skuterovi nastave da rade dobro nakon višestrukih početaka i zaustavljanja, i kroz različite ekstremne temperature previše nešto što baterije jednostavno ne mogu da održe bez gubitka snage tokom vremena. Pogledajte sve ove podatke, i jasno je zašto bi tehnologija vodonika mogla tako dobro raditi za usluge kojima su potrebna vozila koja stalno rade tokom dana, kao što su taksi flote ili operacije isporuke. Svaki minut koji provede čekanje na gorivo znači gubitak novca za operatere na ovom brzom tržištu.

Logistička validacija: DHL Hamburg pilot - 420 km/dan sa skoro nultim vremenskim zastojima za punjenje goriva

Hamburški pilot koji je vodio DHL pokazao je prilično uvjerljive rezultate na tržištu. Njihovi skuterovi na vodonik su uspjeli da pređu oko 420 kilometara svaki dan na tim poslednjim dostavama, a trebalo im je samo jedno zaustavljanje za gorivo u podne. Ove male mašine su pobedile svoje rivale na baterije skoro tri puta kada je riječ o broju staza koje su mogle da završe za jedan dan. Skuterovi su ostali na putu 98% vremena, dok su slični vozila na baterije uspjela samo 74%. Električni modeli imaju tendenciju da nose manje tereta jer im su potrebne veće baterije da bi otišli dalje, ali vodonični skuterovi su zadržali svoj puni kapacitet bez obzira na to koliko su daleko putovali. Nakon što smo vidjeli ove testove, jasno je zašto vodonik ima takvu prednost u dugotrajnim logističkim operacijama gdje su punjačke stanice rijetke, upravljanje toplotom je teško, a nošenje dovoljno baterija troši prostor koji bi inače bio korišten za stvarnu robu.

Inženjering dugotrajnost: Komercijalni dizajn sistema za dvostrukle vozila na vodik

PEMFC optimizacija hrpe (1.21.8 kW), toplotno upravljanje i raspodjela težine

Dobar izdržljivost od ovih sistema nije samo o snažnim izvorima goriva. Potrebno je pažljivo inženjerstvo preko više komponenti koje rade zajedno. Protonske membranske gorivne ćelije, ili PEMFC-i, najbolje rade kada su dizajnirane za oko 1,2 do 1,8 kilovatne snage. To je dovoljno za potrebe gradske vožnje, ali dovoljno malo da vozilo ne postane preteško. Kada se kombinuju sa baterijama koje mogu da skladište energiju tokom kočenja i da daju dodatnu snagu kada je potrebno, vozila mogu da pređu 80 do 100 kilometara na jednoj rezervoari vodonika. Upravljanje temperaturom je takođe veoma važno. Ovi PEMFC-ovi dobro rade između 60 i 80 stepeni Celzijusa, ali proizvode dosta toplote dok rade. Posebni kanali hlađenja i materijali koji menjaju stanje pomažu uklanjanju viška toplote bez povećanja veličine sistema ili otežavanja prilagođavanja u vozilo. Inženjeri rešavaju probleme sa težinom tako što će vodikove spremnike postaviti sa jedne strane na drugu ili od ispred do iza, u zavisnosti od toga šta najbolje odgovara za ravnotežu teških dijelova ispred i iza automobila. Ovo pomaže da se održe bolje karakteristike rukovanja u poređenju sa tradicionalnim postavkama baterija gdje se sve obično skuplja blizu centra i poda vozila. Prema istraživanju Aasma Aerospace prošle godine, vodonik zapravo drži znatno više energije nego litij-jonske baterije - negdje između 92% i čak 170% više. Ali da bi se ti brojevi primijenili u praksi, potrebno je da se pravilno bavimo problemima distribucije toplote i kako različiti delovi utiču jedni na druge tokom rada. Sistemi izgrađeni s pažnjom na detalje obično gube manje od 5% efikasnosti tokom 1.000 radnih sati, što znači da ih operateri mogu raditi cijeli dan bez potrebe da se zaustave za punjenje na pola smjene.

Preprekare za povećanje korišćenja dvostrukih vozila na vodonik

Put ka širokoj primeni skuterova i motocikla na vodik blokira nekoliko ključnih prepreka koje treba riješiti. Troškovi su verovatno najveća prepreka trenutno. Samog gorivih ćelija, zajedno sa tim rezervoarima za visok pritisak i specijalnim katalizatornim materijalima, još uvijek imaju cijene koje stavljaju ova vozila izvan dometa većine potrošača. Onda je tu i pitanje odakle da se zapravo dobije vodonik. Većina mjesta izvan glavnih gradova nema skoro nikakve stanice za punjenje goriva, što čini vozače nervoznim zbog toga što im ponestaje goriva usred puta. Sa inženjerske tačke gledišta, još uvijek radimo na tome da osiguramo da sistemi za skladištenje vodonika mogu preživjeti sudare i da se nose sa ekstremnim temperaturama u različitim klimatskim uslovima. I ne zaboravimo na to šta ljudi misle kada vide ta vozila na ulici. Mnogi ljudi jednostavno ne znaju mnogo o tehnologiji vodonika, brinu se o pitanjima sigurnosti iako je sama tehnologija prilično sigurna, i imaju tendenciju da se drže baterija jer su navikli da to vide svuda drugde. Da bi se zaista postigao napredak, proizvođači moraju povećati proizvodne količine dok vlade grade više mreža za punjenje gorivom. Pravilnik takođe mora dostići ono što je danas tehnički moguće. Samo bacajući novac na istraživanje neće ga ni srediti.

Često se postavljaju pitanja

Koliko treba da se napunite motorom na vodonik?

Punjenje goriva u dvostrukom vozilu na vodonik može trajati manje od tri minute, što je znatno brže od punjenja električnih vozila.

Koliki je raspon skuterova na vodonik?

Skuter sa vodikovim pogonom može da pređe 250 do 300 kilometara na jednom rezervoaru, čak i pod različitim uslovima.

Koje su glavne prepreke za usvajanje dvostrukih vozila na vodik?

Glavne prepreke uključuju visoke troškove, nedostatak infrastrukture za punjenje gorivom i ograničenu javnu svijest o tehnologiji vodonika.

Kako se vodonični rezervoari razlikuju u skladištenju u poređenju sa litijum-jonskim baterijama?

Hidrogenski spremnici skladište gorivo pod visokim pritiskom, što im omogućava da budu lakši, a istovremeno održavaju visoku gustoću energije u poređenju sa većim litijum-jonskim baterijama.