Ein Wasserstofffahrzeug ist ein Fahrzeug, das Wasserstoff als sein Brennstoff an Bord für die Motiv-Macht verwendet. Wasserstofffahrzeuge schließen angetriebene Raumraketen von Wasserstoff, sowie Automobile und andere Transport-Fahrzeuge ein. Die Kraftwerke solcher Fahrzeuge wandeln die chemische Energie von Wasserstoff zur mechanischen Energie entweder durch brennenden Wasserstoff in einem inneren Verbrennungsmotor, oder durch das Reagieren von Wasserstoff mit Sauerstoff in einer Kraftstoffzelle um, um elektrische Motoren zu führen. Der weit verbreitete Gebrauch von Wasserstoff, um Transport Brennstoff zu liefern, ist ein Schlüsselelement einer vorgeschlagenen Wasserstoffwirtschaft.

Wasserstoffbrennstoff kommt natürlich auf der Erde nicht vor und ist so nicht eine Energiequelle, aber ist ein Energietransportunternehmen. Zurzeit wird es am häufigsten vom Methan oder den anderen fossilen Brennstoffen gemacht. Jedoch kann es von einer breiten Reihe von Quellen erzeugt werden (wie Wind, Sonnen-, oder Kern-), die periodisch auftretend, zu weitschweifig oder zu beschwerlich sind, um Fahrzeuge direkt anzutreiben. Einheitliche Werke des Winds zum Wasserstoff, mit der Elektrolyse von Wasser, erforschen Technologien, um Kosten niedrig genug, und Mengen groß genug zu liefern, sich mit traditionellen Energiequellen zu bewerben.

Viele Gesellschaften arbeiten, um Technologien zu entwickeln, die das Potenzial der Wasserstoffenergie für den beweglichen Gebrauch effizient ausnutzen könnten. Die Anziehungskraft, Wasserstoff als eine Energiewährung zu verwenden, besteht darin, dass, wenn Wasserstoff bereit ist, ohne Eingänge des fossilen Brennstoffs zu verwenden, Fahrzeugantrieb zu Kohlendioxyd-Emissionen nicht beitragen würde. Die Nachteile des Wasserstoffgebrauches sind niedriger Energieinhalt pro Einheitsvolumen, hohe Gewichte des Fassungsvermögens des Tanks, der sehr hohe Lagerungsbehälter Druck, die Lagerung, der Transport und die Füllung von gasartigem oder flüssigem Wasserstoff in Fahrzeugen, der großen Investition in der Infrastruktur, die zu Kraftstofffahrzeugen und der Wirkungslosigkeit von Produktionsprozessen erforderlich wäre.

Fahrzeuge

Busse, Züge, PHB Räder, Kanal-Boote, Ladungsräder, Golf-Karren, Motorräder, Rollstühle, Schiffe, Flugzeuge, Unterseeboote und Raketen können bereits auf Wasserstoff in verschiedenen Formen laufen. NASA hat Wasserstoff verwendet, um Raumfähren in den Raum zu starten. Ein Arbeitsspielzeugmusterauto läuft auf der Sonnenmacht mit einer verbessernden Kraftstoffzelle, um Energie in der Form von Wasserstoff- und Sauerstoff-Benzin zu versorgen. Es kann dann den Brennstoff zurück in Wasser umwandeln, um die Sonnenenergie zu veröffentlichen.

Die aktuelle Landgeschwindigkeitsaufzeichnung für ein wasserstoffangetriebenes Fahrzeug ist 286.476 Meilen pro Stunde (461.038 kph) gesetzt durch die Ohio Rosskastanie-Kugel der Staatlichen Universität 2, der eine "Fliegend-Meilen"-Geschwindigkeit von 280.007 Meilen pro Stunde (450.628 kph) an den Bonneville Salz-Wohnungen im August 2008 erreicht hat. Für mit der Produktion artige Fahrzeuge ist die aktuelle Aufzeichnung für ein wasserstoffangetriebenes Fahrzeug 333.38 kph (207.2 Meilen pro Stunde), die durch einen Prototyp Ford Fusion Hydrogen 999 Fuel Cell Race Car an Bonneville Salz-Wohnungen in Wendover, Utah im August 2007 gesetzt sind. Es wurde durch eine große komprimierte Sauerstoff-Zisterne begleitet, um Macht zu vergrößern. Honda hat auch ein Konzept genannt den FC Sport geschaffen, den er hofft, wird diese Aufzeichnung herausfordern.

Automobile

Viele Gesellschaften erforschen zurzeit die Durchführbarkeit, Wasserstoffautos zu bauen, und einige Kraftfahrzeughersteller haben begonnen, Wasserstoffautos zu entwickeln (sieh Liste von Kraftstoffzellfahrzeugen). Finanzierung ist sowohl aus privaten als auch aus Regierungsquellen gekommen. Jedoch hat Ford Motor Company seine Pläne fallen lassen, Wasserstoffautos zu entwickeln, feststellend, dass "Der folgende Hauptschritt im Plan des Fords ist, mit der Zeit das Volumen von elektrisierten Fahrzeugen zu vergrößern". Ähnlich hat französischer Renault-Nissan 2009 bekannt gegeben, dass es sein Wasserstoffauto R&D Anstrengungen annulliert. Bezüglich des Oktobers 2009 General Motors hat CEO Fritz Henderson bemerkt, dass GM sein Wasserstoffprogramm reduziert hatte, weil die Kosten, Wasserstoffautos zu bauen, zu hoch waren." Es sind noch Wege weg von der Kommerzialisierung" hat er gesagt. Das "Volt wird wahrscheinlich ungefähr 40,000 $ kosten, während ein Wasserstofffahrzeug ungefähr 400,000 $ kosten würde. Die meisten Wasserstoffautos sind zurzeit nur als Demonstrationsmodelle für die Miete in begrenzten Zahlen verfügbar und sind zum Gebrauch der breiten Öffentlichkeit noch nicht bereit. Die geschätzte Zahl von wasserstoffangetriebenen Autos in den Vereinigten Staaten war 200 bezüglich des Oktobers 2009 größtenteils in Kalifornien.

Honda hat sein erstes Kraftstoffzellfahrzeug eingeführt 1999 hat den FCX genannt und hat seitdem die zweite Generation FCX Klarheit vorgestellt. 2007 auf der Größeren Auto-Show von Los Angeles hat Honda das erste Produktionsmodell der FCX Klarheit entschleiert. Das beschränkte Marketing der FCX Klarheit hat im Juni 2008 in den Vereinigten Staaten begonnen, und es wurde in Japan im November 2008 eingeführt. Die FCX Klarheit ist in den Vereinigten Staaten nur im Gebiet von Los Angeles verfügbar, wo 16 Wasserstofftankstellen, und bezüglich des Julis 2009 verfügbar sind, hatten zehn Fahrer die Klarheit für 600 US$ pro Monat gepachtet. Honda hat festgestellt, dass es Massenproduzieren-Fahrzeuge anfangen konnte, die auf dem FCX Konzept vor dem Jahr 2020 gestützt sind und 2009 nochmals versichert sind, dass es fortsetzt, Mittel in die Wasserstoffkraftstoffzellentwicklung zu stellen, die es als "eine bessere langfristige Wette gesehen hat als Batterien und Einfügefunktionsfahrzeuge". Im Dezember 2010, jedoch, hat es eine BEV Version des Honda Fits mit Elementen seines Wasserstoffmotordesigns eingeführt, feststellend, dass die "Industrietendenz scheint, auf die Batterie elektrisches Fahrzeug eingestellt zu werden".

2011 hat Hyundai sein Blau ("der Blue Square") Kraftstoffzelle elektrisches Fahrzeug (FCEV) offenbart und hat festgestellt, dass es plant, FCEVs verfügbar zum Verkauf vor 2014 zu haben. Anfang 2009 hat Daimler Pläne bekannt gegeben, seine FC Fahrzeugproduktion 2009 mit dem Ziel von 100,000 Fahrzeugen in 2012-2013 zu beginnen. 2009 hat Nissan angefangen, ein neues FC Fahrzeug in Japan zu prüfen. Im September 2009 haben Daimler, Ford, General Motors, Honda, Hyundai, Kia, Renault, Nissan und Toyota eine gemeinsame Behauptung über ihr Erbieten ausgegeben, weiter Kraftstoffzelle elektrische Fahrzeuge schon in 2015 zu entwickeln und zu starten.

Im Februar 2010 hat Lotus Cars bekannt gegeben, dass es eine Flotte von Wasserstofftaxis in London entwickelte. Londons Abgeordneter Bürgermeister, Kit Malthouse, hat gesagt, dass er gehofft hat, dass sechs Tankstellen verfügbar sein würden, und dass ungefähr 20 bis 50 Taxis in der Operation zurzeit 2012 Olympische Spiele, sowie 150 wasserstoffangetriebene Busse sein würden. Im März 2010 haben General Motors gesagt, dass sie Kraftstoffzelle-Technologie nicht aufgegeben hatten und noch ins Visier genommen werden, um Wasserstofffahrzeuge einzuführen, um Kunden vor 2015 en detail zu verkaufen. Charles Freese, der verantwortliche Direktor von GM der globalen powertrain Technik, hat festgestellt, dass die Gesellschaft glaubt, dass sowohl Kraftstoffzelle-Fahrzeuge als auch Batterie elektrische Fahrzeuge sind für die Verminderung von Treibhausgasen und Vertrauen auf Öl und den Vereinigten Staaten erforderlich, Deutschland und Japan im Übernehmen einer gleichförmigeren Strategie auf fortgeschrittenen Technologieoptionen folgen sollten. Beide Länder haben Pläne bekannt gegeben, 1,000 Wasserstoffkraftstoffstationen zu öffnen.

Busse

Kraftstoffzellbusse (im Vergleich mit Wasserstoff hat Bussen Brennstoff geliefert), sind trialed durch mehrere Hersteller in verschiedenen Positionen. Der Kraftstoffzellbusklub ist eine globale Kraftstoffzellbusprobekollaboration.

Wasserstoff wurde zuerst in bestiegenen Zisternen des Daches versorgt, obwohl Modelle jetzt Zisternen an Bord vereinigen. Einige doppelte Deck-Modelle verwenden zwischen Fußboden-Zisternen.

Räder

Perle-Wasserstoffmacht-Quellen Schanghais, China, haben ein Wasserstoffrad auf der 9. chinesischen Internationalen Ausstellung auf der Gastechnologie, der Ausrüstung und den Anwendungen 2007 entschleiert.

Motorräder und Roller

ENV entwickelt elektrische Motorräder, die durch eine Wasserstoffkraftstoffzelle, einschließlich Crosscage und Biplane angetrieben sind. Andere Hersteller als Vectrix arbeiten an Wasserstoffrollern. Schließlich werden zellelektrische hybride Wasserstoffkraftstoffroller wie der Zellroller von Suzuki Burgman Fuel und der FHybrid gemacht.

Viererkabel und Traktoren

Autostudi S.r.l's H-Due ist ein wasserstoffangetriebenes Viererkabel, das dazu fähig ist, 1-3 Passagiere zu transportieren. Ein Konzept für einen Wasserstoff ist gerast Traktor ist vorgeschlagen worden.

Flugzeuge

Gesellschaften wie Boeing, Luftfahrt von Lange und das deutsche Raumfahrtzentrum verfolgen Wasserstoff als Brennstoff für besetzte und unbemannte Flugzeuge. Im Februar 2008 hat Boeing einen besetzten Flug eines kleinen durch eine Wasserstoffkraftstoffzelle angetriebenen Flugzeuges geprüft. Unbemannte Wasserstoffflugzeuge sind auch geprüft worden. Für große Personenflugzeuge jedoch haben The Times berichtet, dass "Boeing gesagt hat, dass Wasserstoffkraftstoffzellen kaum die Motoren von großen Personendüsenflugzeugen antreiben konnten, aber als Aushilfs- oder Hilfsmacht-Einheiten an Bord verwendet werden konnten."

Im Juli 2010 hat sich Boeing entschleiert sein Wasserstoff hat Gespenst-Auge UAV angetrieben, der von zwei Ford innere Verbrennungsmotoren angetrieben ist, die umgewandelt worden sind, um auf Wasserstoff zu laufen.

In Europa die Reaktionsmotoren ist A2 vorgeschlagen worden, um die thermodynamischen Eigenschaften von flüssigem Wasserstoff zu verwenden, sehr hohe Geschwindigkeit, lange Entfernung (antipodischer) Flug durch das Brennen davon in einem vorabgekühlten Düsenantrieb zu erreichen.

Gabelstapler

HICE Gabelstapler- oder HICE-Liftlastwagen ist ein Wasserstoff angetriebener, innerer Verbrennungsmotor hat Industriegabelstapler angetrieben, der verwendet ist, um Materialien zu heben und zu transportieren. Die erste Produktion HICE auf dem Linde X39 Diesel gestützter Gabelstapler wurde auf einer Ausstellung in Hannover am 27. Mai 2008 präsentiert. Es hat 2.0 Liter, innerer 43-Kilowatt-Dieselverbrennungsmotor verwendet, der zu Gebrauch-Wasserstoff als ein Brennstoff mit dem Gebrauch eines Kompressors und der direkten Einspritzung umgewandelt ist. Die Wasserstoffzisterne wird mit 26 Litern Wasserstoff an 350 Bar-Druck gefüllt.

Raketen

Viele große Raketen verwenden flüssigen Wasserstoff als Brennstoff mit flüssigem Sauerstoff als ein Oxydationsmittel. Der Hauptvorteil des Wasserstoffrakete-Brennstoffs ist die hohe wirksame Auspuffgeschwindigkeit im Vergleich zu Leuchtpetroleum/Flüssigsauerstoff oder UDMH/NTO Motoren. Gemäß der Rakete-Gleichung von Tsiolkovsky braucht eine Rakete mit der höheren Auspuffgeschwindigkeit weniger vorantreibende Masse, um eine gegebene Änderung der Geschwindigkeit zu erreichen. Vor dem Verbrennen bohrt der Wasserstoff kühl werdende Pfeifen um die Auspuffschnauze durch, um die Schnauze vor dem Schaden durch die heißen Abgase zu schützen.

Die Nachteile von LH2/LOX Motoren sind die niedrige Dichte und niedrige Temperatur von flüssigem Wasserstoff, was größer und isoliert bedeutet und so schwerere Kraftstofftanks erforderlich sind. Das vergrößert die Strukturmasse der Rakete und vermindert seine Leistungsfähigkeit etwas. Ein anderer Nachteil ist der schlechte storability von LH2/LOX-powered Raketen: Wegen des unveränderlichen Wasserstoffeitergeschwüres - von kann die Rakete nur kurz vor dem Start angetrieben werden, der kälteerzeugende Motoren unpassend für Interkontinentalraketen und andere Rakete-Anwendungen mit dem Bedürfnis nach kurzen Start-Vorbereitungen macht.

Flüssiger Wasserstoff und Sauerstoff wurden auch in Raumfähre verwendet, um die Kraftstoffzellen zu führen, die die elektrischen Systeme antreiben. Das Nebenprodukt der Kraftstoffzelle ist Wasser, das für das Trinken und die anderen Anwendungen verwendet wird, die Wasser im Raum verlangen.

Inneres Verbrennen-Fahrzeug

Innere Wasserstoffverbrennungsmotor-Autos sind von Wasserstoffkraftstoffzellautos verschieden. Das innere Wasserstoffverbrennen-Auto ist eine ein bisschen modifizierte Version des traditionellen Benzins inneres Verbrennungsmotor-Auto. Diese Wasserstoffmotoren verbrennen Brennstoff auf dieselbe Weise, die Benzinmotoren tun.

Francois Isaac de Rivaz entworfen 1807 der erste wasserstoffangetriebene innere Verbrennungsmotor. Paul Dieges hat 1970 eine Modifizierung zu inneren Verbrennungsmotoren patentiert, die einem benzinangetriebenen Motor erlaubt haben, auf Wasserstoff zu laufen.

Mazda hat Motoren von Wankel brennender Wasserstoff entwickelt. Der Vorteil, EIS (innerer Verbrennungsmotor) wie Wankel und Kolbenmotoren zu verwenden, ist die Kosten der Umrüstung für die Produktion ist viel niedriger. Wegen EISES der vorhandenen Technologie kann noch gewandt werden, jene Probleme zu beheben, wo Kraftstoffzellen nicht eine lebensfähige Lösung so weit zum Beispiel in Anwendungen des kalten Wetters sind.

HICE Gabelstapler sind gestützt auf umgewandelten inneren Dieselverbrennungsmotoren mit der direkten Einspritzung demonstriert worden.

Kraftstoffzelle

Während Kraftstoffzellen selbst potenziell hoch Energie sind, wurden effiziente und arbeitende Prototypen von Francis Thomas Bacon 1959 und Roger E. Billings in den 1960er Jahren gemacht, mindestens vier technische Hindernisse und andere politische Rücksichten bestehen bezüglich der Entwicklung und des Gebrauches eines Brennstoffs zellangetriebenes Wasserstoffauto: die Kosten, Zuverlässigkeit und Beständigkeit der Kraftstoffzellen; Lagerung von Wasserstoff für den Gebrauch in Kraftstoffzellen; Produktion von Wasserstoff; und Übergabe von Wasserstoff zu Fahrzeugen.

Kraftstoffzelle gekostet

Zurzeit sind Wasserstoffkraftstoffzellen relativ teuer, um zu erzeugen, und einige sind zerbrechlich. Bezüglich des Oktobers 2009 hat Zeitschrift Fortune die Kosten geschätzt, die Honda Klarheit an 300,000 $ pro Auto zu erzeugen. Außerdem verlangen viele Designs seltene Substanzen wie Platin als ein Katalysator, um richtig zu arbeiten. Gelegentlich kann ein Katalysator verseucht durch Unreinheiten in der Wasserstoffversorgung werden, die inoperable Kraftstoffzelle machend. 2010 haben Forschung und Designfortschritte eine neue Nickel-Dose nanometal Katalysator entwickelt, der die Kosten von Zellen senkt.

Kraftstoffzellen werden allgemein im US-Dollar/Kilowatt bewertet. Das amerikanische Energieministerium hat eingeschätzt, dass die Kosten einer Kraftstoffzelle für ein Automobil 2002 etwa $ 275/Kilowatt waren, das in jedes Fahrzeug übersetzt hat, das mehr als 1 Million Dollar kostet. Jedoch, vor 2010, hat das Energieministerium eingeschätzt, dass die Kosten um 80 % gefallen waren, und dass solche Kraftstoffzellen für $ 51/Kilowatt verfertigt werden konnten, Großserie annehmend, die Kostenersparnisse verfertigt. Ballard Macht-Systeme haben auch ähnliche Daten veröffentlicht. Ihre 2005-Zahl war der US-Dollar/Kilowatt von 73 $ (gestützt auf Großserienproduktionsschätzungen), den sie gesagt haben, war auf der Spur, um das 2012-Ziel des amerikanischen Energieministeriums des US-Dollars/Kilowatt von 30 $ zu erreichen. Das würde nähere Gleichheit mit inneren Verbrennungsmotoren für Automobilanwendungen erreichen, einer 100-Kilowatt-Kraftstoffzelle erlaubend, für 3000 $ erzeugt zu werden. 100 Kilowatt sind ungefähr 134 hp.

Das Einfrieren von Bedingungen

Temperaturen unter dem Einfrieren sind eine Sorge mit Kraftstoffzelloperationen. Betriebliche Kraftstoffzellen haben eine innere dunstige Wasserumgebung, die fest werden konnte, wenn die Kraftstoffzelle und der Inhalt über 0 ° Celsius-(32°F) nicht behalten werden. Die meisten Kraftstoffzelldesigns sind nicht bis jetzt robust genug, um in Umgebungen unter dem Einfrieren zu überleben. Eingefrorener Festkörper, springen besonders vorher auf, sie würden nicht im Stande sein zu beginnen zu arbeiten. Einmal das Laufen, obwohl Hitze ein Nebenprodukt des Kraftstoffzellprozesses ist, der die Kraftstoffzelle bei einer entsprechenden betrieblichen Temperatur behalten würde, um richtig zu fungieren. Das macht Anlauf der Kraftstoffzelle eine Sorge in der kalten Wetteroperation. Plätze wie Alaska, wo Temperaturen beim Anlauf reichen können, würden nicht im Stande sein, frühe Musterkraftstoffzellen zu verwenden. Ballard hat 2006 bekannt gegeben, dass es bereits das 2010-Ziel des amerikanischen DoE für das kalte Wetterstarten getroffen hatte, das 50-%-Macht war, die in 30 Sekunden an-20 °C erreicht ist.

Kraftstoffzellen haben Anlauf und langfristige Zuverlässigkeitsprobleme. Frühe Benzinmotoren hatten die Eigenschaft der höheren Hitzeverschwendung einmal das Laufen, wohingegen Kraftstoffzellen weniger Hitze ausstrahlen, den aufwärmen Prozess etwas langsamer machend.

Dienstleben

Obwohl Dienstleben mit Kosten verbunden wird, müssen Kraftstoffzellen im Vergleich zu vorhandenen Maschinen mit einem Dienstleben über 5000 Stunden für den stationären und die leichte Aufgabe sein. PEM Seekraftstoffzellen haben das Ziel 2004 erreicht. Aktuelles Dienstleben ist 7,300 Stunden unter Rad fahrenden Bedingungen. Forschung geht besonders für die schwere Aufgabe wie in den Busproben weiter, die bis zu einem Dienstleben von 30,000 Stunden ins Visier genommen werden.

Wasserstoff

Wasserstoff kommt als eine vorher existierende Energiequelle wie fossile Brennstoffe nicht, aber wird zuerst erzeugt und dann als ein Transportunternehmen viel wie eine Batterie versorgt. Der Wasserstoff für den Fahrzeuggebrauch muss mit entweder erneuerbaren oder nichterneuerbaren Energiequellen erzeugt werden. Ein angedeuteter Vorteil der groß angelegten Aufstellung von Wasserstofffahrzeugen ist, dass sie zu verminderten Emissionen von Treibhausgasen und Ozon-Vorgängern führen konnte.

Gemäß dem USA-Energieministerium "Läuft das Produzieren von Wasserstoff von Erdgas wirklich auf einige Treibhausgas-Emissionen hinaus. Wenn im Vergleich zu EIS-Fahrzeugen mit Benzin, jedoch, Kraftstoffzellfahrzeuge mit von Erdgas erzeugtem Wasserstoff Treibhausgas-Emissionen um 60 % reduzieren. Während Methoden der Wasserstoffproduktion, die fossilen Brennstoff nicht verwenden, mehr nachhaltig sein würden, zurzeit erneuerbare Energie nur einen kleinen Prozentsatz der Energie erzeugt vertritt, und von erneuerbaren Quellen erzeugte Macht in elektrischen Fahrzeugen und für Nichtfahrzeuganwendungen verwendet werden kann.

Die Herausforderungen, die dem Gebrauch von Wasserstoff in Fahrzeugen gegenüberstehen, schließen Produktion, Lagerung, Transport und Vertrieb ein. Wegen aller dieser Herausforderungen gut zu Rad ist die Leistungsfähigkeit für Wasserstoff weniger als 25 %.

Produktion

Der molekulare Wasserstoff erforderlich als ein Brennstoff an Bord für Wasserstofffahrzeuge kann durch viele thermochemical Methoden erhalten werden, die Erdgas, Kohle (durch einen Prozess verwerten, der als Kohlenvergasung bekannt ist), flüssiges Propangas, Biomasse (Biomasse-Vergasung), durch einen Prozess hat thermolysis genannt, oder wie ein mikrobisches Abfallprodukt biohydrogen oder Biologische Wasserstoffproduktion genannt hat. 95 % Wasserstoff werden mit Erdgas erzeugt, und 85 % erzeugter Wasserstoff werden verwendet, um Schwefel von Benzin zu entfernen. Wasserstoff kann auch von Wasser durch die Elektrolyse oder durch die chemische Verminderung mit chemischem hydrides oder Aluminium erzeugt werden. Aktuelle Technologien für die Produktionswasserstoffgebrauch-Energie in verschiedenen Formen, sich zwischen 25 und 50 Prozent des höheren Heizungswerts des Wasserstoffbrennstoffs, verwendet belaufend, um zu erzeugen, pressen zusammen oder verflüssigen, und übersenden den Wasserstoff durch die Rohrleitung oder den Lastwagen.

Umweltfolgen der Produktion von Wasserstoff von Fossil-Energiemitteln schließen die Emission von Treibhausgasen, eine Folge ein, die sich auch aus dem Verbessern an Bord des Methanols in Wasserstoff ergeben würde. Studien, die die Umweltfolgen der Wasserstoffproduktion und des Gebrauches in Kraftstoffzelle-Fahrzeugen zur Raffinierung von Erdöl und Verbrennen in herkömmlichen Kraftfahrzeugmotoren vergleichen, finden die Nettoverminderung des Ozons und der Treibhausgase für Wasserstoff. Die Wasserstoffproduktion mit erneuerbaren Energiemitteln würde solche Emissionen oder im Fall von der Biomasse nicht schaffen, würde Nah-Nullnettoemissionen schaffen, die annehmen, dass neue Biomasse im Platz davon angebaut wird, das zu Wasserstoff umgewandelt ist. Jedoch konnte dasselbe Land verwendet werden, um Biodiesel zu schaffen, der mit (höchstens) geringen Modifizierungen zu vorhandenen gut entwickelten und relativ effizienten Dieselmotoren verwendbar ist. In jedem Fall ist die Skala der erneuerbaren Energieproduktion heute klein und würde außerordentlich ausgebreitet werden müssen, um im Produzieren von Wasserstoff für einen bedeutenden Teil von Transport-Bedürfnissen verwendet zu werden. Bezüglich des Dezembers 2008 wurden weniger als 3 Prozent der amerikanischen Elektrizität von erneuerbaren Quellen erzeugt, nicht einschließlich Dämme. In einigen Ländern werden erneuerbare Quellen weiter verwendet, um Energie und Wasserstoff zu erzeugen. Zum Beispiel verwendet Island geothermische Macht, Wasserstoff zu erzeugen, und Dänemark verwendet Wind.

Lagerung

Wasserstoff hat eine sehr niedrige volumetrische Energiedichte an umgebenden Bedingungen, die ungefähr einem Drittel dieses des Methans gleich sind. Selbst wenn der Brennstoff als flüssiger Wasserstoff in einer kälteerzeugenden Zisterne oder in einer komprimierten Wasserstofflagerungszisterne versorgt wird, ist die volumetrische Energiedichte (Megajoule pro Liter) hinsichtlich dieses von Benzin klein. Wasserstoff hat eine dreimal höhere Energiedichte durch die Masse im Vergleich zu Benzin (143 MJ/kg gegen 46.9 MJ/kg). Etwas Forschung ist ins Verwenden spezieller kristallener Materialien getan worden, um Wasserstoff an größeren Dichten und am niedrigeren Druck zu versorgen. Eine neue Studie durch den holländischen Forscher Robin Gremaud hat gezeigt, dass Metall hydride Wasserstoffzisternen wirklich um 40 bis 60 Prozent leichter ist als ein gleichwertiger Energiebatteriesatz auf einem elektrischen Fahrzeug, das größere Reihe für H2 Autos erlaubt. 2011, Wissenschaftler an Los Alamos National Laboratory und Universität Alabamas, mit den Vereinigten Staaten arbeitend. Energieministerium, gefunden eine neue einstufige Methode, um Ammoniak borane, eine Wasserstofflagerungszusammensetzung wieder zu laden.

Infrastruktur

Die Wasserstoffinfrastruktur besteht hauptsächlich aus dem Industriewasserstoffrohrleitungstransport und den wasserstoffausgestatteten Tankstellen wie diejenigen, die auf einer Wasserstoffautobahn gefunden sind. Wasserstoffstationen, die in der Nähe von einer Wasserstoffrohrleitung nicht gelegen sind, können Versorgung über Wasserstoffpanzer, komprimierte Wasserstofftube-Trailer, flüssige Wasserstofftankwagen erhalten oder haben Vor-Ort-Produktion gewidmet.

Wasserstoffgebrauch würde die Modifizierung der Industrie verlangen und auf einer Skala nie gesehen vorher in der Geschichte transportieren. Zum Beispiel, gemäß GM, leben 70 % der amerikanischen Bevölkerung in der Nähe von einer wasserstofferzeugenden Möglichkeit, aber haben wenig Zugang zu Wasserstoff trotz seiner breiten Verfügbarkeit für den kommerziellen Gebrauch. Der Vertrieb des Wasserstoffbrennstoffs für Fahrzeuge überall in den Vereinigten Staaten würde neue Wasserstoffstationen kostbar, durch einige Schätzungen, 20 Milliarden Dollar verlangen. und 4.6 Milliarden in der EU. Andere Schätzungen legen die Kosten nicht weniger als Hälfte von Trillion Dollar in den Vereinigten Staaten allein.

Die Wasserstoffautobahn von Kalifornien ist eine Initiative, eine Reihe von Wasserstoffauftanken-Stationen entlang diesem Staat zu bauen. Diese Stationen werden verwendet, um Wasserstofffahrzeuge wie Kraftstoffzellfahrzeuge und Wasserstoffverbrennen-Fahrzeuge zu tanken. Bezüglich des Märzes 2011 hat die Kraftstoffzellpartnerschaft von Kalifornien 20 Stationen in der Operation mit acht mehr geplanten gezeigt. Diese werden größtenteils in und um Los Angeles, mit einigen in der Bucht gelegen Gebiet South Carolina hat auch ein Wasserstoffautobahnprojekt, und die ersten zwei Wasserstoffstationen der Brennstoff liefernden geöffnet 2009 in Aiken und Columbia, South Carolina. Gemäß South Carolina Hydrogen & Fuel Cell Alliance hat die Station von Columbia eine aktuelle Kapazität von 120 Kg pro Tag mit zukünftigen Plänen, Vor-Ort-Wasserstoffproduktion von der Elektrolyse und Wandlung zu entwickeln. Die Station von Aiken hat eine aktuelle Kapazität von 80 Kg. Es gibt mehrere Finanzierungsprojekte für die Wasserstoffkraftstoffzellforschung und Infrastruktur in South Carolina. Die Universität South Carolinas, ein Gründungsmitglied von South Carolina Hydrogen & Fuel Cell Alliance, hat 12.5 Millionen Dollar vom Energieministerium für sein Zukünftiges Kraftstoffprogramm erhalten.

Codes und Standards

Wasserstoffcodes und Standards, sowie Codes und technische Standards für die Wasserstoffsicherheit und die Lagerung von Wasserstoff, sind als eine Institutionsbarriere für das Entfalten von Wasserstofftechnologien und Entwickeln einer Wasserstoffwirtschaft identifiziert worden. Um die Kommerzialisierung von Wasserstoff in Verbrauchsgütern zu ermöglichen, müssen neue Codes und Standards entwickelt und von Bundes-, Staats- und Ortsregierungen angenommen werden.

Kritik

Kritiker behaupten, dass der Zeitrahmen, für die technischen und wirtschaftlichen Herausforderungen an das Einführen des Gebrauches der breiten Skala von Wasserstofffahrzeugen zu überwinden, wahrscheinlich seit mindestens mehreren Jahrzehnten dauern wird, und Wasserstofffahrzeuge weit gehend verfügbar nie werden können. Sie behaupten, dass der Fokus auf dem Gebrauch des Wasserstoffautos ein gefährlicher Umweg von mehr sogleich verfügbaren Lösungen bis das Reduzieren des Gebrauches von fossilen Brennstoffen in Fahrzeugen ist. Im Mai 2008 haben Verdrahtete Nachrichten berichtet, dass "Experten sagen, dass es 40 Jahre oder mehr sein werden, bevor Wasserstoff jeden bedeutungsvollen Einfluss auf Benzinverbrauch oder Erderwärmung hat, und wir uns nicht leisten können, darauf lange zu warten. Inzwischen lenken Kraftstoffzellen Mittel von unmittelbareren Lösungen ab."

K. G. Duleep sinnt nach, dass "ein starker Fall besteht, um Kraftstoffleistungsfähigkeitsverbesserungen von der herkömmlichen Technologie an relativ niedrigen Kosten fortzusetzen." Kritiken von Wasserstofffahrzeugen werden im 2006-Dokumentarfilm präsentiert, Wer Tötete das Elektrische Auto?. Gemäß dem ehemaligen amerikanischen Energieministerium-Beamten Joseph Romm, "Ist ein Wasserstoffauto eine der am wenigsten effizienten, teuersten Weisen, Treibhausgase zu reduzieren." Hat gefragt, wenn Wasserstoffautos weit gehend verfügbar sein werden, hat Romm geantwortet: "Nicht in unserer Lebenszeit, und sehr vielleicht nie." The Los Angeles Times hat im Februar 2009 geschrieben, "Wasserstoffkraftstoffzelle-Technologie wird in Autos nicht arbeiten.... Auf jede Weise schauen Sie darauf, Wasserstoff ist eine verlauste Weise, Autos zu bewegen." Ein 2007-Artikel in der Technologierezension hat festgesetzt, "Im Zusammenhang der gesamten Energiewirtschaft würde ein Auto wie der BMW-Wasserstoff 7 wahrscheinlich viel mehr Kohlendioxyd-Emissionen erzeugen als benzinangetriebene Autos verfügbar heute. Und das Ändern dieser Berechnung würde vielfache Durchbrüche nehmen - die studieren, nachdem Studie vorausgesagt hat, wird Jahrzehnte nehmen, wenn sie alle erreichen. Tatsächlich ist der Wasserstoff 7 und seine Wasserstoffkraftstoffzelle-Vetter, auf viele Weisen, einfach protzige Ablenkungen, die von Fahrzeugherstellern erzeugt sind, die stärkere unmittelbare Handlung nehmen sollten, um die Treibhausgas-Emissionen ihrer Autos zu reduzieren."

Das Wall Street Journal hat 2008 berichtet, dass "Leitende Angestellte von General Motors Corp. und Toyota Motor Corp. am Dienstag Zweifel über die Lebensfähigkeit von Wasserstoffkraftstoffzellen für die Massenmarkt-Produktion im nahen Begriff ausgedrückt haben und vorgeschlagen haben, dass ihre Gesellschaften jetzt Wetten sind, dass sich elektrische Autos erweisen werden, eine bessere Weise zu sein, Kraftstoffverbrauch zu reduzieren und Auspuffrohr-Emissionen auf einem in großem Umfang zu schneiden." Die Zeitschrift Economist hat im September 2008 Robert Zubrin, den Autor des Energiesiegs, sagend, zitiert: "Wasserstoff ist 'so etwa der schlechtestmögliche Fahrzeugbrennstoff'". Die Zeitschrift hat den Abzug Kaliforniens von früheren Absichten bemerkt:" Im März [2008] hat der Luftmittel-Ausschuss von Kalifornien, eine Agentur von Kaliforniens Staatsregierung und einem Leithammel für Staatsregierungen über Amerika, seine Voraussetzung für die Zahl von Nullemissionsfahrzeugen (ZEVs) geändert, der zu bauen und in Kalifornien zwischen 2012 und 2014 zu verkaufen ist. Das revidierte Mandat erlaubt Herstellern, die Regeln durch das Gebäude von mehr batterieelektrischen Autos statt Kraftstoffzelle-Fahrzeuge zu erfüllen." Die Zeitschrift hat auch bemerkt, dass der grösste Teil von Wasserstoff durch die Dampfwandlung erzeugt wird, die mindestens so viel Emission von Kohlenstoff pro Meile schafft wie einige von heutigen Benzinautos. Andererseits, wenn der Wasserstoff mit der erneuerbaren Energie erzeugt werden konnte, "würde es sicher einfach leichter sein, diese Energie zu verwenden, die Batterien von vollelektrischen oder Einfügefunktionshybride-Fahrzeugen zu beladen."

Die Washington Post fragte im November 2009, "Aber warum würden Sie Energie in der Form von Wasserstoff versorgen und dann diesen Wasserstoff verwenden wollen, um Elektrizität für einen Motor zu erzeugen, wenn elektrische Energie bereits wartet, um aus Steckdosen überall in Amerika gesaugt und in Auto-Batterien versorgt zu werden"? Das Papier hat beschlossen, dass Kommerzialisieren von Wasserstoffautos erstaunlich "schwierig und wahrscheinlich sinnlos ist. Deshalb, für die absehbare Zukunft, wird das Wasserstoffauto ein Auspuffrohr-Traum bleiben". Eine Studie im Dezember 2009 an UC Davis, der in der Zeitschrift von Macht-Quellen veröffentlicht ist, hat gefunden, dass, über ihre Lebenszeiten, Wasserstofffahrzeuge mehr Kohlenstoff ausstrahlen werden als Benzinfahrzeuge.

2009 hat der amerikanische Sekretär der Energie, Stephen Chu, festgestellt, dass Kraftstoffzellwasserstofffahrzeuge "im Laufe der nächsten 10 bis 20 Jahre nicht praktisch sein werden". Er hat Schwierigkeiten in der Entwicklung der erforderlichen Infrastruktur zitiert, um Wasserstoff als eine Rechtfertigung zu verteilen, um Forschungskapital zu schneiden. Die Nationale Wasserstoffvereinigung und anderen Wasserstoffgruppen haben die Entscheidung kritisiert. Sekretär Chu hat der Technologierezension von MIT gesagt, dass er über den Gebrauch von Wasserstoff im Transport skeptisch ist, weil "die Weise, wie wir Wasserstoff in erster Linie bekommen, davon ist [natürliches] Benzin zu reformieren.... Sie geben etwas vom Energieinhalt von Erdgas weg.... So ist es ein Problem.... [Für] den Transport haben wir keinen guten Lagerungsmechanismus noch.... Die Kraftstoffzellen sind nicht dort noch, und die Vertriebsinfrastruktur ist nicht dort noch.... Um bedeutende Aufstellung zu bekommen, brauchen Sie vier bedeutende technologische Durchbrüche.... Wenn Sie vier Wunder brauchen, ist es unwahrscheinlich: Heilige brauchen nur drei Wunder". Kongress hat die Finanzierungskürzungen in seiner Aneignungsrechnung für 2010 umgekehrt, aber das Energieministerium plant, Finanzierung für die Kraftstoffzellfahrzeugentwicklung in seinem 2012-Budget zu vermindern.

Im Juli 2011 haben der Vorsitzende und CEO von General Motors, Daniel Akerson, das festgestellt, während die Kosten von Wasserstoffkraftstoffzellautos abnehmen: "Das Auto ist noch zu teuer und wird wahrscheinlich bis 2020 - plus die Periode nicht praktisch sein, ich weiß nicht."

Vergleich mit anderen Typen des alternativen Kraftstofffahrzeugs

Wasserstofffahrzeuge sind eine mehrerer vorgeschlagener Alternativen zur angetriebenen Fahrzeuginfrastruktur des modernen fossilen Brennstoffs.

Einfügefunktionshybriden

Elektrische Fahrzeuge der Hybride der Einfügefunktion oder PHEVs, sind hybride Fahrzeuge, die in den elektrischen Bratrost eingesteckt werden und einen elektrischen Motor und auch ein EIS oder anderen Motor enthalten können. Das Chevrolet Volt, der erste gewerblich verfertigte PHEV, ist gewerblich verfügbar in einigen amerikanischen Staaten 2010 und in mehr Positionen 2011 geworden. Das Konzept von PHEV vermehrt elektrische hybride Standardfahrzeuge mit der Fähigkeit, ihre Batterien von einer Außenquelle, während abgestellt, wieder zu laden, vergrößerten Gebrauch der elektrischen Motoren des Fahrzeugs ermöglichend, während es ihr Vertrauen auf inneren Verbrennungsmotoren reduziert. Die Infrastruktur, die erforderlich ist, PHEVs zu beladen, ist bereits im Platz, und die Übertragung der Macht vom Bratrost bis Auto ist um ungefähr 93 % effizient. Das ist jedoch nicht der einzige Energieverlust in der überwechselnden Macht vom Bratrost bis Räder. AC/DC Konvertierung muss vom Bratrost stattfinden, den AC dem Gleichstrom von PHEV liefern. Das ist um ungefähr 98 % effizient. Die Batterie muss dann beladen werden. Bezüglich 2007 war die Lithiumeisenphosphatbatterie zwischen in der Aufladung/Entladung effizienten 80-90 %. Die Batterie muss abgekühlt werden; die Batterie des GM Volt hat 4 Kühler und zwei Heizkörper. Bezüglich 2009 "die Summe gut zu Rädern ist Leistungsfähigkeit, mit der ein Wasserstoffkraftstoffzellfahrzeug erneuerbare Elektrizität verwerten könnte, ungefähr 20 % (obwohl sich diese Zahl zu 25 % oder ein wenig höher mit der Art von vielfachen Technologiedurchbrüchen erheben konnte, die erforderlich sind, eine Wasserstoffwirtschaft zu ermöglichen). Gut zu Rädern Leistungsfähigkeit, eine Batterie an Bord zu beladen und dann sich zu entladen, sind es, um einen elektrischen Motor in einem PHEV oder EV zu führen, jedoch 80 % (und konnte in der Zukunft höher sein) — viermal effizienter als aktuelle Wasserstoffkraftstoffzellfahrzeugpfade." Ein 2006-Artikel im Wissenschaftlichen Amerikaner hat behauptet, dass PHEVs, aber nicht Wasserstofffahrzeuge, normal in der Kraftfahrzeugindustrie werden würde. Eine Studie im Dezember 2009 an UC Davis hat gefunden, dass, über ihre Lebenszeiten, PHEVs weniger Kohlenstoff ausstrahlen wird als aktuelle Fahrzeuge, während Wasserstoffautos mehr Kohlenstoff ausstrahlen werden als Benzinfahrzeuge.

Erdgas

EISBASIERTER CNG oder LNG Fahrzeuge (Erdgas-Fahrzeuge oder NGVs) verwenden Natural gas oder Biogas als eine Kraftstoffquelle. Erdgas hat eine höhere Energiedichte als Wasserstoffbenzin. Erdgas ist gerast Fahrzeuge haben einen niedrigeren Kohlendioxyd-Fußabdruck als EIS-Fahrzeuge. Wenn sie Biogas verwenden, werden NGVs Kohlenstoff neutrale Fahrzeuge, die auf der Tierverschwendung laufen. CNG Fahrzeuge sind seit mehreren Jahren verfügbar gewesen, und es gibt genügend Infrastruktur, um sowohl kommerziell als auch nach Hause auftankende Stationen zur Verfügung zu stellen. 2008 hat der ACEEE den Honda Städtischen GX abgeschätzt, der komprimiertes Erdgas als das grünste verfügbare Fahrzeug verwendet.

Batterie elektrische Fahrzeuge

Ein 2008-Technologieübersichtsartikel hat festgesetzt, "Elektrische Autos — und Einfügefunktionshybride-Autos — haben einen enormen Vorteil gegenüber Wasserstoffkraftstoffzelle-Fahrzeugen im Verwenden der Elektrizität des niedrigen Kohlenstoff. Das ist wegen der innewohnenden Wirkungslosigkeit des kompletten Wasserstoffprozesses des Brennstoff liefernden, davon, den Wasserstoff mit dieser Elektrizität zum Transportieren dieses weitschweifigen Benzins lange Entfernungen, das Bekommen vom Wasserstoff im Auto und dann Laufen davon durch eine Kraftstoffzelle — alle zum Zweck zu erzeugen, den Wasserstoff zurück in die Elektrizität umzuwandeln, um denselben genauen elektrischen Motor zu steuern, den Sie in einem elektrischen Auto finden werden." Thermodynamisch vermindert jeder zusätzliche Schritt im Umwandlungsprozess die gesamte Leistungsfähigkeit des Prozesses. Viele BEV Designs bieten beschränkte Übungsfläche zum Schlagen an. Zum Beispiel hat Das Nissan Blatt, der erste gewerblich verfertigte BEV, der verfügbar in in einigen amerikanischen Staaten geworden ist, die 2010 beginnen, eine maximale Reihe von 100 Meilen. E Minibenutzer haben eine Reihe dazwischen gemeldet. Jedoch pendeln die meisten sind Meilen pro Tag Hin- und Rückfahrt. Ed Begley der Jüngere. ein elektrischer Autoverfechter, bemerkt verdreht, "Haben die Kritiker von elektrischen Fahrzeugen Recht. In Anbetracht ihrer beschränkten Reihe können sie nur den Bedarf von 90 Prozent der Bevölkerung decken." Außerdem sind neues Nickel-Metall hydride und Lithiumbatterien nichttoxisch und können wiederverwandt werden, und "die angenommene 'Lithiumknappheit' besteht nicht".

Siehe auch

• Alternatives Kraftstoffauto
• Zweiwertiger Motor
• Elektrisches Fahrzeug
• Zukunft des Autos
• Hölle und Hochwasser
• Der Trick über Wasserstoff
• Fahrzeug von Tribrid
• Grünes Weltauto

Links

• Kraftstoffzellpartnerschaft-Einstiegsseite von Kalifornien
• Saubere Energiepartnerschaft
• C-Netz - Wasserstoff: Mehr Beschmutzen als Erdöl? Nachrichten von Cnet 2007
• Amerikanische Abteilung von Energiewasserstoffseiten
• Der Toronto Artikel Star über Wasserstoffzüge hat am 21. Oktober 2007 datiert
• NOVA - Video auf Kraftstoffzellautos (hat auf PBS, am 26. Juli 2005 gelüftet)
• Sandia Corporation - innere Wasserstoffverbrennungsmotor-Beschreibung
• Innerhalb der ersten wasserstoffangetriebenen Produktionsauto-BBC-Nachrichten in der Welt, am 14. September 2010