Polttokennoauto

Kohteesta Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
GM Sequel on General Motorsin konseptiauto polttokennoautosta (2006)

Polttokennoauto on auto, joka saa energiansa polttokennolla tuotettavasta sähköstä.

Polttokenno tuottaa sähköä yleensä vedystä ja hapesta. Vety valmistetaan sähkön avulla vedestä ja säilötään tankkeihin ja happi saadaan ilmasta. Kennon tuottama sähkö varastoidaan akkuihin, joita voidaan ladata myös jarrutuksen aikana. Akusta (tai vaihtoehtoisesti suoraan polttokennosta) sähkö johdetaan sähkömoottoriin (sarjahybridi; sähköä tuotetaan jollain voimanlähteellä, josta se siiretään sähkömoottoriin. Sarjahybridi-termiä käytetään lähinnä niiden autojen yhteydessä, joissa sähkö tuotetaan polttomoottorilla, kun taas vetypolttokennon tapauksessa puhutaan yleensä vetyhybridistä).

Autoissa voidaan käyttää myös rinnakkain polttomoottoria ja polttokennoa. Tällöin kyseessä on hybridi, jossa on kaksi voimanlähdettä (polttomoottori ja polttokenno). Koska hybridin toinen voimansiirtomenetelmä perustuu sähköön, on sähkön varastointi yleistä. Sähköä voidaan ladata sähköverkosta, jolloin puhutaan lataushybridistä. Tällöin auto kulkee osin akuilla, osin toisella voimanlähteellä, joka voi olla esimerkiksi polttokenno tai ottomoottori.

Polttokennon energialähteeksi käyvät kaasu, vety tai metaani, alkoholi, kuten metanoli tai etanoli. Polttokenno tuottaa lämpöä, jolloin sitä voi käyttää matkustamon ja ajoneuvon lämmittämiseen. Polttokenno käy suhteellisen puhtaasti, ja lopputuotteina on usein hiilidoksidi ja vesihöyry. Diesel-hybridejä on kokeiltu pyöräkuormaajissa ja kuorma-autoissa. Volvolla on jakeluautona kokeiltu hybridikuorma-autoa.

Vedyn tuotanto ja jakelu[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vedyn valmistus vedestä elektrolyysissä tapahtuu 80–85 %:n hyötysuhteella. Ennen kuin vety voidaan ladata autojen tankkeihin, se joudutaan paineistamaan kompressorilla, joka myös kuluttaa energiaa. Vedyn valmistaminen sähköllä on mahdollista jakeluasemilla tai jopa kuluttajien luona ja tämä on todennäköisempi vedyntuotantotapa kuin vedyn kuljettaminen tankkiautoilla tai pumppaaminen putkistoissa. Nesteenä vety vaatii noin kolminkertaisen tankkivolyymin bensiiniin verrattuna ja vastaavasti kolminkertaisen jakelukaluston. [1]

Etuja[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Auto ei ajaessa saastuta (polttokennosta vapautuu vain energiaa ja vettä).
  • Auto ei kuluta öljyä, jonka hinta todennäköisesti kasvaa tulevaisuudessa.
  • Vetyä voidaan valmistaa vedestä, joka ei lopu.
  • Vetyä syntyy myös teollisuuden sivutuotteena.
  • Vetyä voidaan valmistaa tuulivoimasta, jolloin pois lukien tuuliturbiinin rakentaminen prosessi sinänsä ei aiheuta saasteita tuotanto- (from well to tank) eikä käyttövaiheessa (from tank to wheel).
  • Energiatehokkuus kohtalainen (hyötysuhde bensiinimoottorilla noin 25 %, dieselmoottorilla n. 40 %, polttokennoon kytketyllä sähkömoottorilla n. 50-60 %).

Haittoja[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Autot ovat vielä suhteellisen kalliita verrattuna vastaaviin polttomoottoriautoihin.
  • Pakkasenkestossa on ongelmia.
  • Vedyn jakelujärjestelmän kehittäminen on kallista, eikä riittävää primäärienergianlähdettä ole vielä.
  • Syntyy riippuvuus vetyä jakelevista energiayhtiöistä.
  • Vedyn varastointi autossa tuottaa lisäongelmia.
  • Vedyn tuottamisesta voi aiheutua hiilidioksidipäästöjä.
  • Tekniikaltaan monimutkaisempi ja energiatehokkuudeltaan heikompi kuin sähköauto, jolla saavutetaan jopa 95 %:n hyötysuhde.

Malleja[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Suomalaisia vetyautoja[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Fantasia ja Pocket Car ovat keksijän ja toimitusjohtajan Arto Salosen suunnittelemia vedyllä kulkevia koeautoja.

Fantasia on Suomen ensimmäinen vetyauto[2]. Se yltää 80 km/h:n nopeuteen ja kulkee yhdellä tankillisella 20 km:n matkan[2]. Yksittäiskappaleena valmistettuna vuonna 2005 auton hinta oli 25 000 euroa ja polttoaineen tuotantoketjun hinta toiset 25 000 €[2]. Fantasia on osa Jyväskylän yliopiston uusiutuvan energian koulutus- ja tutkimusohjelman hanketta, jossa myös tuotetaan auton tarvitsemaa vetyä[3].

Pocket Car on kahden hengen “ekovetyauto”, jonka kori on tehty luomumaaleilla käsitellystä lentokonevanerista. Auton sisustuksessa on käytetty pellavaa ja nahkaa. Pocket Car käyttää Ballardin valmistamaa polttokennoa, jolla saavutetaan toimintasäde 30 km ja huippunopeus 90 km/h. Auto painaa 400 kg.[4]

Salaliittoteoria[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Who Killed the Electric Car? -dokumentissa esitetyn väitteen mukaan polttokennoihin perustuva vetyauto nostettiin esille, jotta saatiin siirrettyä huomio käyttökelpoisesta sähköautoteknologiasta eksoottisempaan ja vasta kokeiluasteella olevaan tekniikkaan. Polttokennoautojen kehitystyöhön käytettiin Yhdysvalloissa ainakin 1,5 miljardia dollaria veronmaksajien rahaa.[5]

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Vetytalouden laskelmia. Methanol.org[vanhentunut linkki]
  2. a b c Vetyauto kaipaa halpaa polttoainetta. Tekniikka ja Talous 27.10.2005. Web Archive.
  3. Sanna Kondratjeff: Vety pistää Fantasian liikkeelle. Jyväskylän ylioppilaslehti 7/2006. Artikkelin verkkoversio.
  4. Juha Granath: Vetyautolla on vauhti päällä. Kemia-Kemi Vol. 32 (2005) 8, s. 6-8 Artikkelin verkkoversio. Web Archive.
  5. https://www.taxpayer.net/energy-natural-resources/the-amazing-waste-hydrogen-fuel-cell-funding/
Tämä tekniikkaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.