Vetyauto

Wikipediasta
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
BMW:n täyttöaukko,Museum Autovision-museossa.
Vetykäyttöinen BMW vuonna 2007Tokyo Motor Showssa.
Toyota Corolla Cross H2 Concept.

Vetyautotarkoittaa autoa, jossapolttomoottorikäyttäävetyä.[1][2]Vaihtoehtoisesti vetyä voi käyttääpolttokennonavulla (polttokennoauto), jossa kenno tuottaa sähkövirtaa sähkömoottorissa käyttöä varten.[3]

Vedyn käytöllä polttomoottoriautossa voidaan käyttää ennestään olemassa olevaa teknologiaa, jolloin teknologian kustannukset ovat alhaiset ja auton käytöstä ei tulehiilidioksidipäästöjä.[4][5] Polttomoottoriauton muuttaminen vedylle vaatii erilaiset tankit polttoaineelle. Moottoriin tulee vahvistetut venttiilit ja venttiilien istukat, sekä kaasulle suunniteltu polttoaineen ruiskutus nesteen sijaan.[2]Haittapuolena palaminen tuottaatyppioksidia,jota voidaan vähentää lisäämällä ilmaa seokseen, mutta tämä heikentää hyötysuhdetta ja siten tarvitsee suuremman iskutilavuuden kuin bensiiniä käyttävässä polttomoottorissa.[2]Käyttämällä eri seoksia tarvitun vääntömomentin mukaan sekä kierrättämällä pakokaasua moottorissa voidaan tuotetun typpioksidin määrää vähentää.[6]

Sähköautoonverrattuna vedyn käytöllä saadaan pidempi kantama sekä nopeampi tankkaus ja vetyautossa ei tarvita harvinaisia materiaaleja kutenlitiumia.[2]Sähköauton akut koetaan ongelmaksi etäisissä ja haastavissa olosuhteissa, akut ovat kalliita ja ne lisäävät painoa merkittävästi.[6][5]Etenkinraskas kalustokaivostoiminnassa vaatii paljon energiaa, kalusto on käytössä ympäri vuorokauden ja käyttöolosuhteissa on paljon tärinää, korkeat lämpötilat sekä likaa ilmassa.[5]

Eri ratkaisujen hyötysuhde vaihtelee riippuen siitä, kerrotaanko polttoaineesta renkaaseen mitattua hyötysuhdetta (tank to wheel) vai energian tuotantotavasta renkaaseen mitattuna (well to wheel). Nämä hyötysuhteet ovat vain arvioita ja riippuvat käyttötavasta, jolloin polttomoottoreiden hyötysuhde on parempi korkeamman kuormituksen käyttötavassa ja polttokennot matalan kuormituksen käyttötavassa. Akkukäyttöisissä sähköautoissa ratkaisevaa on sähkön tuotanto- ja siirtotapa.[5]

Eräs ongelma liittyy vedyn kuljettamiseen, koska metalliset säiliöt ovat painavia ja suurin paine rajoittaa paljonko vetyä voi yhdessä säiliössä kuljettaa. Toyota kehittää CFRP-säiliötä (hiilikuituvahvisteistamuovia), joka olisi kevyempi ja mahdollistaisi korkeamman paineen.[7]

Historia

[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]

Varhaisen polttomoottorin, joka käytti vedyn ja hapen seosta, kehitti sveitsiläinenFrançois Isaac de Rivaz.[8][5]Vedyn korkean kustannuksen vuoksi käyttö ei edennyt.[5]SaksalainenBMWesitteli 750HL-mallin vuonna 2002, jota seurasi Hydrogen 7 -mallin vuonna 2005. Hydrogen 7 perustui kuuden litran V12-polttomoottorille, joka oli muutettu polttamaan bensiinin lisäksi vetyä. Autoa valmistettiin 100 kappaletta.[2]

Aston Martinajoi vetykäyttöisellä Rapide S -mallillaNürburgringin 24 tunnin ajossavuonna 2013. Alset Global halusi esitellä bensiinimoottorin muuttamista vetykäyttöiseksi ja pelkän tiekäyttöisen demonstraation sijaan valmistaja päätti osallistua sillä kilpailuun "tekniikan rajojen löytämiseksi".[9]Auton moottori kykeni toimimaan pelkällä bensiinillä, pelkällä vedyllä tai näiden yhdistelmällä. Autossa oli neljä hiilikuitutankkia, ja säiliöjärjestelmä oli kehitetty Magna Steyrin kanssa.[10]

Toyotanvetykäyttöinen Corolla Sport oli mukanaSuper Taikyu-sarjan kilpailussaFujin 24 tunnin ajossavuonna 2021, jossa se ajoi koko kilpailun.[11] Toyota esitteli vetykäyttöisen GR Yaris H2 -autonYpresin rallissaelokuussa 2022.[12]Toyota jatkaa osallistumista Super Taikyu -sarjaan vetykäyttöisellä Corollalla myös vuonna 2023, jolloin auto on muutettu käyttämään nestemäistä vetyä kaasun sijaan. Nestemäisellä vedyllä ajettava matka kasvaa merkittävästi tankillista kohden.[13][14]

Kawasakiesitteli vuonna 2022 vetyä käyttävän Ninja H2 -moottoripyörän, joka käyttää samaaDensonruiskutusjärjestelmää kuin Toyotan vetykäyttöinen Corolla. Kehityksessä ovat mukana yhteistyössä Kawasaki Heavy Industries, Honda Motor, Suzuki ja Yamaha Motor, sekä Denso ja Toyota.[15]

Le Mansin 24 tunnin ajojenyhteydessä vuonna 2023 Toyota esitteli GR H2 Racing Concept -konseptiauton. ACO suunnittelee vetyautojen luokan tulevan vuonna 2026 24 tunnin kilpailuun sekäFIA World Endurance Championship-sarjaan. Luokan on tarkoitus olla avoin erilaisille teknisille ratkaisuille, joka sisältää vetyä käyttävät polttomoottorit ja polttokennot.[16][17][18][19][20]

Suomessa

[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]

Suomessa on vuonna 2023 kaksi vetyautoa. Energia-alan yrityksen omistuksessa on Hyundai Nexo. Toinen Hyundai sijaitseeWoikosken automuseossaMäntyharjulla.Kumpaakaan ei voi tankata, koska tankkausasemia ei ole. Kaasualan yritysWoikoskirakensi vuonna 2014 kolme vetytankkausasemaa, mutta ne kaikki suljettiin tarpeettomina. Vuoteen 2030 mennessä suunnitellaan rakennettavan kymmenkunta tankkausasemaa.[21]

Lähteet

[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]
  1. ↑Hydrogen Use In Internal Combustion Engines(PDF).eere.energy.gov.Viitattu 20.1.2023.(englanniksi)
  2. ↑abcdeRichard Sachek:Toyota’s Hydrogen Combustion Engine Has The Potential To Make EVs Obsoletetopspeed.com.31.12.2022. Viitattu 20.1.2023.(englanniksi)
  3. ↑Hydrogen internal combustion engines and hydrogen fuel cellscummins.com.27.1.2022. Viitattu 20.1.2023.(englanniksi)
  4. ↑Cummins: hydrogen ICE to take off from 2024automotiveworld.com.10.1.2023. Viitattu 2.2.2023.(englanniksi)
  5. ↑abcdefBernd Heid, Christopher Martens, Anna Orthofer:How hydrogen combustion engines can contribute to zero emissionsmckinsey.com.25.6.2021. Viitattu 2.2.2023.(englanniksi)
  6. ↑abAndrew Pearson:Can hydrogen save the internal combustion engine?potterclarkson.com.Viitattu 2.2.2023.(englanniksi)
  7. ↑Kawasaki Heavy Industries, Subaru, Toyota, Mazda, and Yamaha Take on Challenge to Expand Options for Producing, Transporting, and Using Fuel Toward Achieving Carbon Neutralityglobal.toyota.13.11.2021. Viitattu 12.3.2023.(englanniksi)
  8. ↑How do hydrogen engines work?cummins.com.26.1.2022. Viitattu 20.1.2023.(englanniksi)
  9. ↑Mark Tisshaw:Hydrogen-powered Aston Martin - the story behind the racerautocar.co.uk.25.5.2013. Viitattu 12.6.2023.(englanniksi)
  10. ↑Aston Martin Rapide S Hybridracecar-engineering.com.Viitattu 12.6.2023.(englanniksi)
  11. ↑Lawrence Butcher:Toyota successfully completes Fuji 24-hour race with hydrogen engineautomotivepowertraintechnologyinternational.com.28.5.2021. Viitattu 20.1.2023.(englanniksi)
  12. ↑Hydrogen Oowered Toyota GR Yaris Debuts in Europehydrogen-central.com.22.8.2022. Viitattu 20.1.2023.(englanniksi)
  13. ↑Liquid Hydrogen-Powered Corolla to be Absent from Round 1 of the Super Taikyu Series at Suzuka Development to Continue for Fuji 24 Hours Raceglobal.toyota.18.3.2023. Viitattu 23.3.2023.(englanniksi)
  14. ↑Jamie Klein:Toyota's new liquid hydrogen racer completes Fuji 24 Hoursmotorsport.com.29.5.2023. Viitattu 30.5.2023.(englanniksi)
  15. ↑Kawasaki’s two-wheel hydrogen combustion engine is developed using the same injector as hydrogen Corolla based on Ninja H2-Car Watchjapan.postsen.com.Viitattu 12.6.2023.(englanniksi)
  16. ↑Toyota takes the wraps off its GR H2 Racing Concept at the 24 Hours of Le Mans24h-lemans.com.9.6.2023. Viitattu 12.6.2023.(englanniksi)
  17. ↑James Newbold:Toyota concept shows Le Mans hydrogen vision is "in the right direction"autosport.com.10.6.2023. Viitattu 11.6.2023.(englanniksi)
  18. ↑Stephen Lickorish & Gary Watkins:Toyota becomes first WEC manufacturer to develop hydrogen prototype conceptautosport.com.9.6.2023. Viitattu 11.6.2023.(englanniksi)
  19. ↑TOYOTA GAZOO Racing Unveils "GR H2 Racing Concept" at Le Mans 24 Hoursglobal.toyota.9.6.2023. Viitattu 12.6.2023.(englanniksi)
  20. ↑Gary Watkins:Le Mans wants hydrogen-only top class by 2030autosport.com.27.5.2023. Viitattu 11.6.2023.(englanniksi)
  21. ↑Autot | Vikke Saarelainen hankki auton, jota ei voi tankata SuomessaHelsingin Sanomat.2.7.2023. Viitattu 2.7.2023.
Noudettu kohteesta”https://fi.wikipedia.org/w/index.php?title=Vetyauto&oldid=21915184”