Hvor længe går der til effektive brændselsceller? Spørg eksperterne

I jagten på det perfekte alternativ til gasdrevne køretøjer, der har været mange kandidater gennem årene. Når det kommer til offentlighedens opfattelse, batterielektriske køretøjer (BEV'er) er nogle af de mest kendte. Men blandt eksperter på området, der er et andet alternativ, der viser endnu større løfter for fremtidens køretøjselektrificering:brændselsceller. I særdeleshed, protonudvekslingsmembranbrændselsceller (PEMFC'er). Imidlertid, trods årtiers udvikling, PEMFC'er mangler stadig bred markedsaccept i køretøjer.

For at forstå, hvad der påvirker denne accept, og hvor markedet forventes at gå hen i fremtiden, forskere fra Carnegie Mellon University udførte en ekspertvurdering af de nuværende og forventede fremtidige omkostninger og ydeevne af PEMFC'er til biler. Resultaterne blev offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences .

Michael Whiston, en postdoktoral forskningsmedarbejder i ingeniørvidenskab og offentlig politik, og College of Engineering professorer Ines Azevedo, Shawn Litster, Kate Whitefoot, Konstantin Samaras, og Jay Whitacre talte med 39 eksperter inden for brændselsceller for at forstå deres vurderinger af PEMFC-omkostninger, stak holdbarhed, og stak effekttæthed under en hypotetisk, stort produktionsscenarie.

"Ekspertfremkaldelse trækker på viden og erfaring fra personer, der har arbejdet meget med teknologien, " siger Whiston, "og dermed kan informere teknologiens status og fremtidige bane. I mangel af offentliggjorte data eller afgørende beviser, vurderinger fra ekspertfremkaldelse kunne bruges til at udvikle teknologiske køreplaner, informere politikudformningen, vejlede forretningsbeslutninger, og udvikle analytiske modeller."

I undersøgelsen, forskerne bad eksperterne vurdere systemomkostningerne, stak holdbarhed, og stabeleffekttæthed af PEMFC'er, derefter kvantitativt at vurdere, hvad der skal til for at nå omkostnings- og præstationsmålene. De fleste respondenter forventer, at Energiministeriets omkostningsmål vil blive opfyldt i 2050. Dette mål på $30/kW ville i høj grad øge sandsynligheden for udbredt adoption af den brede offentlighed.

Derudover mere end 45 % af de adspurgte forventer, at DOE's mål for stakkeholdbarhed er nået i 2050, og mange forventer, at den gennemsnitlige stakeffekttæthed kan nås inden 2035. Når først disse mål er ramt, og PEMFC'er når mere mainstream-adoption, dette kan betyde store ting for bilindustrien - større end BEV'er, og endda andre typer brændselsceller.

"Fordelene ved PEMFC'er i forhold til batterier inkluderer hurtigere tankningstid og længere rækkevidde, " siger Whiston. "Brændselscelle-elkøretøjer (FCEV'er) tanker brændstof inden for fem minutter og kører i rækkevidder, der overstiger 300 miles. BEV'er har tendens til at være mere begrænset i rækkevidde, afhængigt af batteristørrelse og pris, og det kan tage timer at genoplade."

Fordi FCEV'er fungerer effektivt på kulfrit brint, de kunne reducere forbruget af fossilt brændstof og udstødningens kulstofemissioner i køretøjer markant. Brintbrændstof kan produceres af en række elektricitetskilder med lavt kulstofindhold, herunder naturgas, så FCEV'er kunne reducere nettomængden af ​​drivhusgasemissioner fra personbiler væsentligt. Derudover disse brændselsceller udsender ingen af ​​de skadelige udstødningskriterier forurenende stoffer, såsom nitrogenoxider, partikler, og kulilte, gør dem meget mere sikre for menneskers sundhed.