Så fungerar vätgasbilen

Elmotorn är en kompakt och lättplacerad pjäs med ett hisnande vridmoment från start. Ingen växellåda behövs. Inga vibrationer, inget buller och framför allt inga giftiga avgaser. Ja, elbilen har allt man kan önska sig – om det inte vore för batterierna. Dessa är tunga och dyra klumpar som dessutom tar en evighet att ladda. Ändå blir räckvidden rätt ynklig. Men tänk om bilen själv kunde tillverka den elström som behövs? En sådan bil finns, men då talar vi om vätgasbilen eller bränslecellsbilen.

Vätgasbilen är en elbil där batterierna är utbytta mot en vätgastank och en bränslecell. I bränslecellen omvandlas vätgasen till elström, värme och vattenånga. Elströmmen går till driften av elmotorn, värmen ventileras bort och vattenånga blir till harmlösa avgaser.
Bränslecellen är som ett stort bilbatteri som fungerar enbart när bränsle (vätgas) tillförs. Då sker en kemisk reaktion mellan vätgasen (H2) och syret (O2) som konverterar kemisk energi till elenergi. Ut kommer el och vatten (H2O). Olika typer av bränsleceller förekommer, men bilindustrin fokuserar mest på de som arbetar med ett PEM membram (proton-exchange membrane). En ensam bränslecell producerar lite el, så man måste stapla ihop flera celler i stackar för att uppnå den spänning (Volt) som en elmotor för framdrivning av bilen kräver. För att få upp strömstyrkan (Ampere) måste katodens och anodens ytor vara så stora som möjligt. Bränsleceller är fortfarande dyra och det finns också frågetecken kring deras livslängd. Det krävs en avancerad styrning av temperaturen och flödet av bränsle, luft och vatten för att bränslecellen inte ska försämras med tiden.

Klicka på bilden för att se den större.

Klicka på bilden för att se den större.

Sedan har vi själva bränslet, vätgasen. Väte (H2) är både det vanligaste och det lättaste grundämnet. Inom industrin har vätgas använts i över hundra år, vilket gör att det finns mycket erfarenhet och kunskap om hur gasen hanteras på ett säkert sätt. Man lagrar vätgas antingen i komprimerad form vid 200–700 bar eller i flytande form, vilket den blir vid -253 grader Celsius. När vätgas ska användas som fordonsbränsle komprimeras den till 350 eller 700 bar.
Vätgas är även en energibärare precis som elektricitet. Vätgas är inte någon primär energikälla, men kan användas för att lagra, transportera och tillhandahålla energi. Flexibiliteten är stor eftersom vätgas kan produceras ur många typer av energikällor. Det finns även vätgasdrivna fordon som har förbränningsmotor i stället för bränsleceller, men då kommer man inte åt koldioxidutsläppen. En bränslecell är ungefär dubbelt så energieffektiv som en förbränningsmotor om den används i en vanlig bil. Flera biltillverkare har börjat släppa ut mindre serier av bränslecellsbilar, men än så länge ligger priset på dem en bra bit över vad gemene man kan tänkas betala.

Vätgasen måste också produceras från förnybar energi för att man ska uppnå miljövinsterna med bränslecellsbilarna. Man har nyligen lyckats tillverka vätgas ur solenergi med en ny katalysator som spjälkar vatten till syre och vätgas på ett effektivt och miljövänligt sätt.
Vidare så måste infrastrukturen för vätgas förbättras om drivmedlet ska slå igenom. I Kalifornien har man kommit längst och i Europa har Tyskland tagit täten. Vätgas är skrymmande och därför otympligt att transportera. Man kan dock tänka sig att transportera energin med en annan energibärare som till exempel metanol, etanol, el, natur- eller biogas och omvandla den lokalt till vätgas.