De werking van een waterstofauto uitgelegd
Waterstofauto's, ook wel bekend als brandstofcelauto's (FCEV - Fuel Cell Electric Vehicle), vertegenwoordigen een fascinerende stap in de ontwikkeling van duurzame mobiliteit. In tegenstelling tot volledig elektrische auto's die hun energie opslaan in een batterij, genereren waterstofauto's hun eigen elektriciteit aan boord. Dit proces, hoewel technologisch geavanceerd, kan begrijpelijk worden gemaakt door de kerncomponenten en hun interacties te belichten.
De brandstofcel: het hart van de waterstofauto
Het centrale element in een waterstofauto is de brandstofcel. Dit is een elektrochemisch apparaat dat waterstof (H2) en zuurstof (O2) omzet in elektriciteit, water (H2O) en warmte. De brandstofcel bestaat uit verschillende lagen, waaronder een elektrolyt, die een specifieke rol spelen in het productieproces van elektriciteit.
Hoe waterstof wordt omgezet in elektriciteit
Het proces begint wanneer waterstofgas, dat wordt opgeslagen in tanks onder hoge druk in de auto, naar de anode van de brandstofcel wordt geleid. Aan de anode komt de waterstof in contact met een katalysator, meestal platina. Deze katalysator splitst de waterstofmoleculen (H2) in protonen (H+) en elektronen (e-).
De rol van de elektrolyt
De protonen (positief geladen waterstofdeeltjes) kunnen door de membraanachtige elektrolyt van de brandstofcel heen. De elektronen daarentegen kunnen dit niet en worden via een extern circuit omgeleid. Het is deze stroom van elektronen die de elektrische energie levert die nodig is om de elektromotor van de auto aan te drijven.
De kathode en de vorming van water
Aan de andere kant van de brandstofcel, bij de kathode, komen de protonen en elektronen samen met zuurstof uit de buitenlucht. De zuurstofmoleculen (O2) reageren met de protonen (H+) en elektronen (e-) om water (H2O) te vormen. Dit water wordt vervolgens via een uitlaat uit de auto uitgestoten, waardoor de waterstofauto een milieuvriendelijk alternatief is met geen uitstoot van schadelijke gassen.
De energieopslag en aandrijving
De opgewekte elektriciteit wordt gebruikt om de elektromotor direct aan te drijven. Vaak is er ook een kleine batterij aanwezig die fungeert als buffer. Deze batterij kan energie opslaan die wordt teruggewonnen tijdens het remmen (regeneratief remmen), vergelijkbaar met wat we kennen van elektrische auto's. Deze extra energie kan vervolgens worden gebruikt bij het accelereren of wanneer er meer vermogen nodig is.
Tankstations en de toekomst
Hoewel de technologie achter waterstofauto's veelbelovend is, is de uitdaging momenteel de infrastructuur voor het tanken van waterstof. Het aantal waterstoftankstations is nog beperkt, wat de dagelijkse bruikbaarheid kan bemoeilijken. Desondanks blijft de ontwikkeling van waterstofauto's een belangrijk onderdeel van de transitie naar een duurzamere toekomst in de auto-industrie.
