Auto jezdící na vodu

Může jezdit auto na vodu?

Je to automobil, který by využíval energii k svému pohybu přímo z vody, nebo vodík a kyslík vyrobený rozkladem molekuly vody. Zatímco automobil jezdící přímo na vodu je spíše z říše snů, automobil jezdící na kyslík a vodík, či přímo na vodík je cesta reálná.

Proč nelze jezdit přímo na vodu jejím spalováním?

Voda je již produktem hoření, proto jí nelze přímo použít pro spalování do spalovacích motorů. Na její rozložení na kyslík a vodík je třeba energie a v nejlepším možném případě tuto energii bychom získali zpět, ale většinou je to jen kolem 10%, které z tohoto cyklu rozklad > sloučení získáme.

Problém - nelze získat více energie sloučením atomů, než co bylo třeba na rozklad molekul vody

Problém je, že na rozklad vody na kyslík a vodík, je třeba více energie, než se pak získá jejich spalováním, nebo na výrobu elektřiny v palivových článcích.
Voda se rozkládá na kyslík a vodík chemicky, nebo elektolýzou.
Vodík se následně spaluje v motoru klasicky, nebo v palivovém článku k výrobě elektrické energie.

Na rozklad vody chemickou cestou se používají například hliník, hořčík či tetrahydridoboritan sodný.
Vodík by bylo možno vyrábět v atomových i tepelných elektrárnách mimo odběrovou špičku, kdy je zařízení využito minimálně.

Palivový článek vodíkový

• Palivový článek využívající atomy vodíku a kyslíku pracuje svým způsobem na opaku elektrolýzy.
  
• V článku jsou elektrody, elektrolyt a mikrosíto - polopropustná membrána.
  
• Do článku se přivádí k elektrodám jedním vstupem vodík (ANODA) a druhým kyslík (KATODA).
  
• Atomy vodíku ztratí na anodě elektron který není schopen projít přes síto - polopropustnou membránu, oddělující ANODU a KATODU, a je nucen putovat ke katodě přes anodu a spotřebič (zde vznikne kation vodíku, který již membránou může projít).
  
• Uvolněné elektrony tedy putují mezi elektrodami, pokud je obvod uzavřený (v obvodu je spotřebič např. motor atd.) a vykonávají práci.
  
• Atomy kyslíku jsou přiváděny ke katodě. Přibírají volné elektrony a vznikají z nich aniony.
  
• Atomy vodíku (kationy) zbavené elektronu se již protáhnou membránou a spojí se s atomy kyslíku (aniony).
  
• Odpadní produktem je voda vznikající na katodě.
  

Schéma výroba elektřiny z atomů vodíku a kyslíku

Z obrázku by mělo být patrné, že vodíkový článek pracuje podobně jako akumulátor, ve kterém také putují volné elektrony mezi elektrodami a mohou konat užitečnou práci.
Důležité je aby vodík pro palivové články byl získáván šetrně k životnímu prostředí - tedy ekologicky a ne naopak.

Některá vozidla jež využívají k svému pohonu vodík

• Toyota Mirai
• Honda FCX Clarity
• Hyundai ix35 FCEV
• BMW Hydrogen

Rizika a nevýhody využívání vodíku, jako paliva

• vodík je velmi výbušný
• nádrže na skladování je problém utěsnit
• získávání vodíku nemusí být šetrné k životnímu prostředí - např. využití fosilních paliv na výrobu vodíku dosahuje účinnosti max. 40%
• palivové články mají účinnost 40 až 60%
• pokud při přeměně fosilního paliva -> vodík -> práce využijeme v konečné fázi jen 10% energie vložené do reakce na pohyb vozu, je to spíše ekologická katastrofa než cesta správným směrem
• technologie jsou zatím velmi drahé

Date: 22.07.2020 - 11:46