Silniki elektryczne i wodorowe to dwa nowoczesne rozwiązania napędowe, które zyskują na popularności wśród producentów samochodów, dążących do stworzenia bardziej ekologicznych i efektywnych pojazdów. Obydwa typy silników mają swoje unikalne cechy i działają na różnych zasadach, choć ich wspólnym celem jest redukcja emisji spalin i zmniejszenie zależności od paliw kopalnych. Przyjrzyjmy się bliżej, jak działają te technologie.

Silniki Elektryczne

Silniki elektryczne w samochodach działają na zasadzie przekształcania energii elektrycznej w energię mechaniczną. Główne elementy składowe to:

1. Silnik elektryczny - Najczęściej stosowane są silniki synchroniczne z magnesami trwałymi lub asynchroniczne. W obu przypadkach energia elektryczna zasila uzwojenia, tworząc pole magnetyczne, które wprawia w ruch rotor.

2. Bateria - Kluczowy komponent, który magazynuje energię elektryczną. Współczesne samochody elektryczne najczęściej korzystają z baterii litowo-jonowych, które charakteryzują się dużą gęstością energii i względnie długą żywotnością.

3. Inwerter - Urządzenie, które przekształca prąd stały (DC) z baterii na prąd zmienny (AC), który jest niezbędny do zasilania silnika elektrycznego.

4. System odzyskiwania energii - Podczas hamowania, silnik elektryczny działa jak generator, przekształcając energię kinetyczną pojazdu z powrotem w energię elektryczną, która jest magazynowana w baterii.

Samochody elektryczne są znane z cichej pracy, dużego momentu obrotowego dostępnego od zerowej prędkości oraz prostoty konstrukcji, co przekłada się na mniejszą awaryjność i niższe koszty eksploatacji.

Silniki Wodorowe

Silniki wodorowe mogą działać na dwa sposoby: jako ogniwa paliwowe lub jako silniki spalinowe zasilane wodorem. Najbardziej popularne w kontekście samochodów są jednak ogniwa paliwowe.

1. Ogniwa Paliwowe - W tym przypadku wodór jest wykorzystywany do produkcji energii elektrycznej w procesie zwanym elektrolizą odwróconą. Oto jak działa ten proces:

   • Wodór jest dostarczany do ogniwa paliwowego, gdzie jest dzielony na protony i elektrony.
   • Protony przechodzą przez membranę ogniwa, natomiast elektrony płyną przez zewnętrzny obwód, generując prąd elektryczny.
   • Tlen z powietrza łączy się z protonami i elektronami na katodzie, tworząc wodę jako jedyny produkt uboczny.

2. Zbiornik wodorowy - Samochody na ogniwa paliwowe wymagają specjalnych zbiorników do przechowywania wodoru pod wysokim ciśnieniem.

3. Silnik elektryczny - Podobnie jak w samochodach elektrycznych, energia elektryczna z ogniw paliwowych zasila silnik elektryczny.

Silniki wodorowe wyróżniają się szybkim tankowaniem, porównywalnym do tradycyjnych paliw, oraz dużym zasięgiem. Wodór jako paliwo jest również bardziej ekologiczny, o ile jest produkowany z odnawialnych źródeł energii.

Podsumowanie

Zarówno silniki elektryczne, jak i wodorowe oferują obiecujące możliwości dla przyszłości motoryzacji. Silniki elektryczne są obecnie bardziej rozpowszechnione, głównie ze względu na rozwiniętą infrastrukturę ładowania i niższe koszty produkcji. Z kolei technologia wodorowa, choć jeszcze w fazie rozwoju, ma potencjał do zrewolucjonizowania transportu, zwłaszcza w kontekście pojazdów ciężarowych i długodystansowych.

W miarę jak rośnie świadomość ekologiczna i potrzeba redukcji emisji CO2, obie technologie będą odgrywać kluczową rolę w transformacji sektora motoryzacyjnego. Wybór między nimi zależy od wielu czynników, w tym dostępności infrastruktury, kosztów oraz indywidualnych potrzeb użytkowników.