1. Waterstofopslag :Waterstof wordt opgeslagen in een hogedruktank aan boord van het voertuig. De waterstof wordt doorgaans gecomprimeerd tot ongeveer 700-1000 bar (10.000-15.000 psi).
2. Brandstofcelreactie :Het hart van een waterstofauto is de brandstofcel. In de brandstofcel reageert waterstofgas (H2) met zuurstof (O2) uit de lucht om elektriciteit, water en warmte te produceren. De chemische reactie die plaatsvindt in de brandstofcel is:
2H2 + O2 → 2H2O + Warmte + Elektriciteit
3. Protonenuitwisselingsmembraan (PEM) :Binnen de brandstofcel bevindt zich een Proton Exchange Membrane (PEM) dat de waterstof- en zuurstofmoleculen scheidt. De PEM laat positief geladen waterstofionen (protonen) door terwijl elektronen worden geblokkeerd.
4. Elektriciteitsopwekking :Terwijl waterstofionen door de PEM gaan, combineren ze met zuurstofmoleculen en elektronen aan de andere kant van het membraan. Deze reactie genereert een elektrische stroom die de elektromotor van het voertuig aandrijft.
5. Elektrische motor :De door de brandstofcel geproduceerde elektriciteit drijft een elektromotor aan die de wielen van het voertuig aandrijft. Net als bij een elektrische auto levert de elektromotor het nodige koppel en de nodige snelheid om de auto voort te stuwen.
6. Water als bijproduct :De enige uitstoot van een waterstofbrandstofcelvoertuig is waterdamp. Door de chemische reactie in de brandstofcel ontstaat als bijproduct zuiver water, dat via het uitlaatsysteem vrijkomt.
7. Waterstof tanken :Waterstofauto's kunnen worden getankt bij waterstoftankstations. Het tanken van waterstof is vergelijkbaar met het tanken van een auto op benzine, maar vereist gespecialiseerde apparatuur en opgeleid personeel.
Voordelen van waterstofauto's :
- Nul uitstoot :Voertuigen met waterstofbrandstofcellen stoten alleen waterdamp uit, waardoor ze milieuvriendelijk zijn en bijdragen aan een schonere lucht.
- Hoge efficiëntie :Waterstofbrandstofcellen zijn zeer efficiënt in het omzetten van waterstof in elektriciteit, wat resulteert in een groter rijbereik vergeleken met benzinevoertuigen.
- Snel tanken :Het tanken van waterstof kan relatief snel gaan, vergelijkbaar met het tanken van een auto op benzine.
Uitdagingen van waterstofauto's :
- Waterstofproductie en infrastructuur :Momenteel is de infrastructuur voor de productie en distributie van waterstof beperkt, waardoor waterstoftankstations schaars zijn.
- Hoge productiekosten :Voertuigen met waterstofbrandstofcellen en de infrastructuur die nodig is voor de productie en distributie van waterstof zijn nog steeds duur.
- Waterstofopslag :Voor de opslag van waterstof in gecomprimeerde vorm zijn hogedruktanks nodig, die omvangrijk kunnen zijn en het voertuig zwaarder kunnen maken.
Over het geheel genomen bieden waterstofauto's een veelbelovend alternatief voor conventionele benzinevoertuigen in termen van duurzaamheid en efficiëntie. Er moeten echter uitdagingen op het gebied van de productie van waterstof, de infrastructuur en de kosten worden aangepakt voordat de waterstofbrandstofcelvoertuigen op grote schaal kunnen worden toegepast.
