Spørsmål ang. hydrogenbiler

[jevli]

Hei

 

 

Satt å leste en artikkel om hydrogenbiler, men klarte ikke å finne svar på en del ting jeg lurer på angående motorene.

Er det noen hydrogenbiler til normal pris eller er alle i millionklassen?

Forurenser de virkelig så lite som jeg har fått inntrykk av? Er produksjonen mye mer forurensende enn produksjonen av vanlige biler?

Er effekten på motoren like sterk som i en vanlig bil? Eller må man nøye seg med 50-90 hk?

Er det noen plasser jeg kan lese om virkemåten til motoren?

Er drivstoffet dyrt i forhold til bensin/diesel?

 

Noen som kan svarene eller har noen synspunkter?

 

 

Birger

[SeaLion]

For det første: Hydrogen regnes ikke som en energikilde, kun en energibærer.

 

Olje og naturgass er energikilder, for disse fossile drivstoffene kan man tappe ferdig fra lagre i Jorda. Naturen har dannet disse stoffene gjennom millioner av år ved at begravde dyr- og planterester er omdannet under høyt trykk og varme.

 

Hydrogen i gassform finnes det derimot ingen naturlige forekomster av, det eneste hydrogenet som finnes naturlig er bundet kjemisk med andre stoffer, f.eks består vannmolekylet av ett oksygenatom og to hydrogenatomer. Men selv om det innholder hydrogen så kan man ikke brenne vann, for det på en måte "ferdigbrent". Når stoffer brenner skjer det nemlig en kjemisk reaksjon der det ene stoffet forbindes med oksygen, stoffet oksyderer raskt. Langsomme oksyderingprosesser finnes også, da kalles det ikke forbrenning men korrosjon. Rust er altså på en måte en laaaangsom forbrenning (okydasjon) av jern.

 

Så for å få brennbar hydrogengass av vann, så må vannmolekylene splittes. Dette gjøres ved å sende elektrisk strøm gjennom vannet (elektrolyse). Noe av effekten i den elektriske strømmen varmer bare opp vannet, så det må brukes mer energi i form av strøm enn energimengden i det framstilte hydrogenet. Sånn er det alltid, hver gang man framstiller en energibærer går det litt energi tapt i prosesssen. Kunne man brukt den elektriske strømmen direkte så ville altså resultatet (i teorien) bli mer tilgjengelig energi. Dessverre er dagens el-batterier utrolig lite effektive, de gir store energitap både ved opplading og utlading, så selv om hydrogen gir et ekstra tapstrinn, så kan man lagre mer energi ved å framstille hydrogen enn ved å lade opp et batteri.

 

Nå til hydrogenbilen:

Hydrogengass kan brukes på to måter, enten ved forbrenning i en forbrenningsmotor (dette er stort sett en lett ombygd bensinmotor), eller hydrogengassen kan mates gjennom en såkalt brenselcelle. I brenselcellen kryper hydrogenmolekylene gjennom hundrevis av tynne membraner og binder seg med oksygen fra lufta på de andre siden. Når hydrogen passerer gjennom membranet så oppstår det en strøm i membranet, denne strømmen kan brukes i en vanlig elmotor.

 

Så det finnes altså to typer hydrogenbiler, de som har en forbrenningsmotor, en lett ombygd bensinmotor som mates med hydrogen i stedet for med bensin, og brenselcellebiler som altså egentlig er helt vanlige elbiler med et hydrogendrevet "batteri" (brenselcellen).

 

Det finnes dessuten tre hovedmåter å lagre hydrogen på i bilen. Hydrogen er jo i utgangspunktet en tynn gass, så selv hundre liter hydrogengass holder ikke til lange bilturen.

• Man kan komprimere gassen, da må den oppbevares i en trykktank i bilen, og drivstoffslanger og pakninger i drivstoffsystemet må tåle høye innvendige trykk.

• Man kan kjøle ned gassen slik at den tar den mindre plass. Hydrogen blir flytende ved ca 260 minusgrader, så tanken må isolere godt mot varme utenfra og drivstoffslangene og pakningene må tåle den lave temperaturen.

• Det finnes en tredje metode der hydrogen blir løst kjemisk bundet til et såkalt metallhybrid, et pulveraktiv stoff som fyller en stor del av tanken. Dette pulveret er som oftest svært tungt, så vektmessig spiller det liten rolle om hydrogenet oppbevares på den ene, den andre eller den tredje måten, enten blir tanken tung, eller så er metallhybridet tungt. Men metallhybridmetoden regnes likevel som mest lovende, kjemikerne har et håp om å kunne utvikle et stoff som både er vesentlig lettere enn dagens stoffer og mer effektivt.

 

Når hydrogen forbrennes er eksosen stort sett vanndamp. Men som i de aller fleste forbrenninger ved høy temperatur dannes det også nitrogenoksyder som bl.a kan føre til sur nedbør. I brencelcellebiler, der den kjemiske prosessen foregår ved lav temperatur, er det ingen nitogenoksyder i avgassene, kun vanndamp.

 

Forbrenningsmotorer gir dessuten et stort energitap, kun en tredjedel av energien i drivstoffet gir framdrift, mesteparten av resten pumpes ut med kjølevannet. Elmotorer har en laaangt bedre virkningsgrad, ca 90% av energien i strømmen som kommer inn i elmotoren går ut igjen som bevegelse.

 

Hydrogenbiler med forbrenningsmotor foretrekkes nok av de som liker motorlyd, men det er altså en langt bedre energiutnyttelse i elbiler med "hydrogenbatteri" (brenselceller). Derfor forskes det mere på brencelle(el)biler enn på hydrogendrevne forbrenningsmotorbiler.

 

Hvis noen derimot klarer å lage supereffektive batterier, som både har liten indre motstand mot opplading og utlading, så vil hele idéen med hydrogenbiler være dødfødt, for da vil de batteridrevne elbilene vinne i det lange løp. På Stanford-universitetet tror de de har funnet på et sånt superbatteri, de snakker om en tidobling av batterikapasiteten. Da kunne elbiler som i dag har en rekkevidde på kun 15 mil per opplading plutselig fått en rekkevidde på f.eks 150 mil. Og med lavere indre motstand kunne man også ladet opp slike batterier kjempefort.

Se mer om dette prosjektet (som bl.a benytter nanoteknologi) på http://www.tu.no/nyeteknologier/article131341.ece

Endret 8. desember 2008 av SeaLion

[SeaLion]

Er det noen hydrogenbiler til normal pris eller er alle i millionklassen?

Foreløpig er disse bilene forholdsvis dyre, men det er mest fordi produksjonantallet foreløpig er svært lavt i forhold til andre biler.

 

Forurenser de virkelig så lite som jeg har fått inntrykk av?

Ja.

Men: Bilene forurenser ikke, men kraftverkene (utenfor Norge) som lager strømmen som brukes for å spalte vann forurenser i utgangspunktet nesten like mye som de fossilbrenselfyrte bilene som blir erstattet. Et stort kraftverk klarer imidlertid å utnytte energien i oljen bedre enn bilmotorene, så litt bedre blir det uansett.

 

Er produksjonen mye mer forurensende enn produksjonen av vanlige biler?

Nei.

 

Er effekten på motoren like sterk som i en vanlig bil?

Hydrogendrevne forbrenningsmotor gir høyere effekt enn tilsvarende bensinmotorer. Elmotorer (forutsatt at de får nok strøm) er vesentlig sterkere enn både bensin- og dieselmotorer, målt i forhold til tilført energi.

 

Er det noen plasser jeg kan lese om virkemåten til motoren?

I posten over.

• Hydrogendrevne forbrenningsmotorer har en annen tenningstyringschip enn vanlige bensinmotorer, andre typer brenselslanger og noen pakninger i drivstoffsystemet er laget av andre materialer. Dessuten er katalysator helt unødvendig på hydrogenbiler. Men bortsett fra det er disse motorene helt standard bensinmotorer.

• Elmotorene i brenselcellebiler er de samme elmotorene som brukes i batteridrevne elbiler.

 

Er drivstoffet dyrt i forhold til bensin/diesel?

Ja, men det pågår utvikling av mer energieffektive elektrolysemetoder som fører til mindre energitap, noe som vil redusere prisen på hydrogen ganske mye. I tillegg vil prisen gå ned ved økt etterspørsel, forutsatt at produksjonskapasiteten økes slik at etterspørselen blir dekket.

[rublings]

Honda FCX Clarity er vel ikke i millionklassen? Disse kan vel leies i statene, er dog usikker på hva det koster å kjøpe en slik bil.

[Tee-Zee]

Det er også mulig å lease en hydrogendrevet Mazda RX8 i Norge snart.

 

http://www.klikk.no/motor/bil/article347890.ece

 

Dyrt uansett: Bilene som blir levert til HyNor skal leases ut for 9000 eller 16.000 kroner i måneden pluss moms, avhengig av om du legger i et kontantinnskudd på 200.000 eller ei.

[jevli]

Takker for svært utfyllende svar

 

Hvor dyrt er det å for drivstoff til en hydrogenbil, i forhold til en bensindrevet?

Hvis vi sier (12 kr/l bensin og 0.9l/mil bensinforbruk) ca. 10kr/milen for en bensindrevet bil. Hvor mye koster det da per mil med en hydrogenbil?

 

Blir drivstoffet brukt opp fortere? Eller må man fylle hydrogenbiler like ofte som vanlige biler?