Adakah kereta sel bahan api hidrogen dalam masa depan anda?

Ada peserta baru di arena kereta elektrik, yang mana beberapa pemain utama, termasuk Toyota dan Honda, bertaruh besar. Ini kenderaan elektrik sel bahan api, atau FCEV.

FCEV menggunakan hidrogen, oksigen dan pemangkin untuk membuat elektrik di atas kapal, menghapuskan pek bateri berat, besar dan mahal di mana kereta bateri elektrik bergantung.

Tangki kereta sel bahan bakar boleh diisi dengan gas hidrogen termampat dalam hitungan minit, sama seperti menaikkan kereta konvensional. Itu jauh lebih cepat daripada jam-jam elektrik bateri boleh dibelanjakan untuk kord pengecasan elektrik, dan dengan FCEVs dapat mengembara 250 atau lebih batu di antara pengisian, mereka boleh menghindari kegelisahan pelbagai yang telah melemahkan semangat pengguna untuk elektrik.

Tetapi setakat ini hanya terdapat dua model di pasaran runcit, dengan yang ketiga dijadualkan untuk pelancaran menjelang akhir tahun 2016. Dan jualan adalah terhad kepada daerah Los Angeles dan San Francisco / Silicon Valley yang lebih besar di California, rumah hampir semua sesetengah negara yang kurang daripada stesen pengisian hidrogen.

Kereta sel bahan api tidak murah. Model prototaip dilaporkan membebankan pengeluar $ 1 juta yang sejuk. Kos telah menurun sejak itu, tetapi sekarang FCEVs terhad kepada pembeli berpenghasilan tinggi.

Namun, hampir setiap pembuat kereta utama sedang membangun teknologi sel bahan bakar, dengan hampir sedozen model yang dijangka dilancarkan secara global menjelang 2020.

Mungkin ada masa depan anda, jadi mari kita lihat apa yang ada di sana dan di tambah dan minus kereta sel bahan api.

Kenderaan

Hanya pajakan Hyundai Tucson FCEV yang pertama memasarkan, dengan 125 di jalan raya di A.S. sejak pelancaran pertengahan 2014. Sewa SUV padat untuk $ 499 sebulan selama tiga tahun, termasuk bahan api percuma, penyelenggaraan dan insurans percuma. Pelanggan Hyundai Tucson FCEV juga layak mendapat $ 5,000 dari Projek Rebat Kenderaan Bersih California.

Sedan kecil Mirai FCEV Toyota dilancarkan awal tahun ini. Toyota menyewa Mirai untuk $ 499 sebulan selama tiga tahun, dengan bahan api dan penyelenggaraan percuma.

Walaupun 80% daripada 270 Mirais yang dihantar kepada pengedar sejauh ini telah dipajak, anda juga boleh membeli satu. Toyota harga pada $ 57,500 sebelum $ 20,500 dalam insentif yang berpotensi.

Para pegawai Toyota mengatakan bahawa kerana sistem sel bahan bakar lebih mudah diukur daripada sistem bateri, mereka berharap menggunakan teknologi dalam model lain pada masa akan datang, termasuk kenderaan yang lebih besar daripada yang kini boleh direka dengan teknologi bateri elektrik.

Seterusnya

Kereta elektrik sel bahan bakar seterusnya untuk melanda pasaran akan Honda Clarity Fuel Cell, sedan midsize yang dijadualkan pada akhir 2016. Syarikat itu berkata ia akan menargetkan kos sewa bulanan hanya di bawah $ 500, berdasarkan harga pelekat yang diunjurkan kira-kira $ 60,000 sebelum insentif. Honda tidak berkata sama ada ia akan menjual kereta juga (versi bateri elektrik dan plug-in dari Kejelasan akan datang kemudian).

Ford, Nissan dan Daimler - yang menjadikan kereta Mercedes-Benz - sedang membangun teknologi kenderaan sel bahan api bersama. BMW sedang bekerjasama dengan Toyota pada FCEV sendiri, dan General Motors telah bekerjasama dengan Honda. Volkswagen, Audi dan beberapa pembuat kereta China juga dipercayai sedang membangunkan kereta elektrik sel bahan bakar. Kenderaan dari pembuat kereta dijangka menjelang 2020.

Stesen minyak

Sehingga pertengahan 2016 terdapat hanya 23 stesen bahan api hidrogen awam di A.S., 20 di California. Sebab itulah Hyundai, Toyota dan Honda mengehadkan jualan ke negeri itu sekarang. Stesen sedozen hidrogen dijadualkan untuk Timur Laut, dari Boston ke New York, dengan empat yang pertama dijadualkan untuk dibuka pada 2017.

Rancangan "lebuh raya hidrogen" California memerlukan sekurang-kurangnya 60 stesen hidrogen dibuka di negeri itu menjelang 2020, dengan 50 daripadanya dijadualkan menjelang akhir tahun 2017. Stesen hidrogen yang baru dibuka di tengah-tengah antara Los Angeles dan San Francisco kini membenarkan kenderaan sel bahan bakar untuk melakukan perjalanan di antara kedua-dua kawasan tersebut.

Teknologi

Kenderaan sel bahan bakar mungkin berbunyi futuristik, tetapi teknologi asasnya adalah lebih daripada 175 tahun. NASA telah menggunakan sel bahan bakar untuk membuat elektrik di kapal angkasa selama hampir setengah abad sekarang, dan kenderaan sel bahan api moden pertama - sebuah traktor ladang - diperkenalkan pada tahun 1959.

Sel bahan bakar dari mana mereka mendapatkan namanya ialah penjana termokimia yang melepasi hidrogen bertekanan melalui pemangkin seperti platinum dan mengekstrak elektron hidrogen untuk memberikan kuasa untuk motor elektrik kereta. Sistem ini kemudian menggabungkan molekul hidrogen dengan oksigen dari udara untuk menyejukkannya dan mengeluarkan "ekzos" sebagai aliran wap air.

Hidrogen

Hidrogen yang menjadikan ini mungkin bukan bahan api secara teknikal. Ia hanya membawa elektron yang merupakan bahan mentah untuk elektrik yang menggerakkan kenderaan. Untuk kegunaan automotif, ia dimampatkan kepada 10,000 pound per inci persegi dan diukur dengan berat. Satu kilogram (2.2 paun) hidrogen terkompresi ini membawa kira-kira jumlah tenaga yang sama seperti galon gasolin.

Oleh kerana sistem kuasa sel bahan api adalah tenaga yang cekap, Toyota Mirai dapat melakukan perjalanan lebih dari 300 batu di antara penggila sistem bahan bakar 5 kgnya. Hyundai Tucson yang lebih berat menyampaikan 265 batu pada 5.5 kg hidrogen, dan jajaran Honda Clarity yang akan datang telah diberikan sebagai "lebih daripada 300 batu" dengan tangki bahan api mengenai saiz yang sama dengan Toyota.

Kerana penggunaan hidrogen sebagai bahan api automotif sangat baru, sukar untuk membandingkannya dengan kos petrol. Toyota mencatatkan kos sekarang pada harga $ 14 sekilogram. Mirai boleh melakukan perjalanan lebih daripada 300 batu pada 5 kgnya. Penggunaan hidrogen dalam kereta lebih besar akan menurunkan harga, seperti bahan bakar.

Walaupun hidrogen sangat mudah terbakar, ujian oleh pelbagai pengeluar tangki hidrogen dan oleh penyelidik di University of Miami (Florida) telah menunjukkan bahawa dalam kemalangan yang melanggar tangki hidrogen, gas melepaskan ke atas, yang bermaksud bahawa apa-apa api akan diarahkan dan jauh dari kenderaan. Asap petrol, sebaliknya, lebih berat dari udara dan akan mengelilingi kereta dalam kepekatan yang boleh meletup. Oleh kerana hidrogen adalah 14 kali lebih ringan daripada udara, ia tersebar dengan cepat melainkan ia berada di kawasan terkurung, seperti garaj.

Impak alam sekitar

Beberapa pengkritik kereta sel bahan bakar mendakwa bahawa walaupun kenderaan tidak mempunyai pelepasan tailpipe, tidak ada faedah alam sekitar untuk FCEVs kerana gas rumah hijau yang dihasilkan oleh pengeluaran hidrogen, yang sangat intensif tenaga.

Walau bagaimanapun, kebanyakan kajian kerajaan menunjukkan bahawa, secara global, kenderaan elektrik sel bahan bakar lebih efisien dan kurang berbahaya daripada kenderaan petrol dan diesel dalam perbandingan penuh "roda" dengan kesan pengeluaran dan penggunaan bahan api.

Kecuali hidrogen mereka dihasilkan menggunakan sumber tenaga boleh diperbaharui, kereta sel bahan api kurang berkesan tenaga daripada kenderaan bateri-elektrik. Penyokong berpendapat, bagaimanapun, julat yang lebih besar menjadikan mereka lebih mesra pengguna.

Toyota Mirai di stesen penghidrogenan hidrogen: foto melalui Toyota.

John O'Dell adalah penulis automotif lama yang telah melengkapkan kereta alternatif untuk Los Angeles Times dan Edmunds.com. Dia kini menjalankan laman web The Green Car Guy. E-mel: [email protected].