VODONIK-AUTOMOBILSKO GORIVO BUDUĆNOSTI?

dr Nevenka Elezović

Centar izvrsnosti za zelene tehnologije, Institut za multidisciplinarna istraživanja Univerziteta u Beogradu

1

SAVREMENA POTROŠNJA ENERGIJE Zagađena životna sredina;

”Efekat staklene bašte”;

Porast temperature na zemlji;

Otapanje leda;

Porast nivoa mora;

Poremećaj biodiverziteta i

lanca ishrane.

2

Vodonična energija--- vodonik kao gorivo

čisto gorivo,

ne zagađuje

životnu sredinu,

visok stepen

konverzije energije.

prednosti nedostaci

još uvek velika potrošnja energije – 5 kW/m3 H2

Aktivnost postojećih katalizatora,

skladištenje vodonika.

Dobijanje vodonika:

Razlaganje nafte ili gasa,

Iz biomase,

Nuklearne elektrane,

Elektroliza vode – čist vodonik,

30%KOH, 80oC, Ni elektrode;

katoda:

•4 H20 + 4e- → 2 H2(g) + 4 OH-

аnoda:

•4 OH- → O2(g) + 2 H2O + 4e-

2 H2O → 2 H2(g) + O2(g)

3

MEMBRANSKA GORIVNA ĆELIJA SA IZMENOM PROTONA

(PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELL)

4

5

Automobili,

vozovi,

autobusi, portable uređaji...

PEMFCs

Gorivna ćelija

Vodonik kao čisto gorivo - dobijen elektrolizom vode

6

Elektrode:

Fino dispergovana platina,

na ugljeničnim nosačima velike površine,

Pt/Vulcan XC 72.

Problemi i izazovi:

Visoka cena platine,

Relativno male zalihe Pt u zemljinoj kori,

Nedovoljna stabilnost postojećih katalizatora,

Nedovoljna aktivnost za redukciju kiseonika.

7

MASA PLATINE U "STATE-OF-THE-ART" GORIVNIM ĆELIJAMA

Anoda – čist H2-0.05 mgPt/cm2;

Katoda - od 0.40 to 0.20 mgPt/cm2 – kinetički gubici usled

sporosti reakcije redukcije kiseonika,

→ (gPt/kW) prihvatljivo za masovnu komercijalnu upotrebu

PtRu anoda:

0.20 mgPtRu/cm2 za vodonik sa 100 ppm CO;

Gasteiger et. al, Journal of Power Sources 127 (2004) 162–171

Budući pravci istraživanja: promena operativnih uslova

(niska CO koncentracija, ili novi materijali tolerantni na

prisustvo CO za anodni katalizator, i/ili materijali veće

aktivnosti i stabilnosti za redukciju kiseonika. 8

9

Londonska policija - Toyota Mirai sa pogonom na vodonične gorivne ćelije - 2018.

Oko 480 km sa punim rezervoarom.

Punjenje traje svega nekoliko minuta.

Planirano je da do 2020. u voznom parku policije ovog grada bude 550 automobila

sa ultra niskom ili nultom emisijom štetnih gasova.

Ovo vozilo 0-100 km/h ubrzava za manje od 10 sekundi,

Razvija maksimalnih 178 km/h.

Cena ovog automobila u Evropi (bez uračunatih subvencija) iznosi oko 66.000 evra.

10

Honda Clarity

11

12

Nema štetnih gasova,

vodena para kao jedini

izduvni gas,

Brzo sipanje goriva, meri

se u minutima.

Veliki domet, 500 km sa

punim rezervoarom.

Cena vozila - veća nego

kod običnih električnih

automobila,

U gorivnoj ćeliji se nalazi

platina i to podiže cenu,

Skladištenje vodonika,

Nedostatak

infrastrukture.

Vozila koja koriste vodonik kao gorivo

13

Da

Ne 14