Interessante discussie, het is verzand van belastingdiscussie naar waterstof vs accu's (wat in de startpost nog mooi vermeden wordt

).
Ik zit er zelf vuistdiep in, ik heb twee jaar lang aan de waterstofkart van Delft gewerkt en ik ben nu ook hard op weg om volgend jaar af te studeren op een onderwerp dat belangrijk is voor elektrische auto's. De discussie in dit topic is eigenlijk iets te ongestructureerd, want er is maar één echte vraag:
Elektrische auto's gaan komen en gaan verbrandingsmotoren behalve voor recreatie-doeleinden volledig verdrukken. Dit staat echt vast, er zit zo ontzettend veel voordeel aan elektrisch dat ik me niet kan voorstellen dat iemand later terug zou willen naar verbrandingsmotor.
De hele elektrische auto is vrijwel hetzelfde ongeacht de stroombron (brandstofcel of accu's). Er moet een hele, hele grote converter in, motormanagement en BLDC's of brushed DC's, afhankelijk van welk kamp in de motorwereld het de komende jaren gaat winnen (beiden zijn zeer hard op weg om de concurrentie te verdelgen). Dan blijft er alleen nog maar over: brandstofcel of accu.
Een auto wordt niks anders dan nog een elektronisch apparaat. Ja, er zit een chassis en wat bodywork omheen maar dat is ondergeschikt aan de kosten en development van het elektrisch systeem. Complexiteit van het elektrische systeem en bekendheid ermee is verreweg het lastigst en dat is momenteel ook nog de grote kostenfactor.
Complexiteit dus. Laten we even accu's en brandstofcellen naast elkaar zetten.
Voor accu's heb je nodig:
accu's.
Voor een brandstofcel heb je nodig:
- Luchtinlaatfilter met dure sensoren
- Waterstofinlaat met filter, safety,
- flexible/rigid aansluiting met valves voor als er een crash is,
- emergency valve,
- hogedruktank,
- drukregulatoren,
- waterstofsensoren,
- gigantisch koelsysteem, waarschijnlijk waterkoeling
- stack (duur en inherent complex)
- Opstartcyclus&lifetime management (ding moet regelmatig schoongeblazen worden, schoongespoeld, etc. etc.)
Dit is allemaal nog exclusief de spannings- en stroomregeling die in de converter behoort te zitten en ongeveer even moeilijk is voor beiden. Verder:
- Kun je accu's gewoon altijd op- en ontladen, en gaan automotive exemplaren 2000-5000 cycli mee, zelfs moderne li-ion batterijen kunnen met goede cycle management 800-1000 cycli mee
- Kun je op een brandstofcel maar een heel, heel beperkt aantal uren rijden voor hij service nodig heeft
- Is een brandstofcel nou niet bepaald het gemakkelijkste te recyclen: er zitten platina/indium/cadmium/palladiumkatalysatoren in die eruit moeten worden gehaald, of in de hele hete varianten wolfraam, wat ook zeer schaars is
- Is een li-ion of lipo een stuk makkelijker te recyclen, maar nog steeds een flinke belasting voor het milieu. Niks in vergelijking met nikkelbatterijen, maar nog steeds significant als iedereen ze gebruikt
Daarbij komt dat je een lithiumchemie accu kunt opladen, vijf jaar kunt laten liggen en dan weer kunt gebruiken. Een waterstoftank vul je, kun je een maand laten liggen en daarna moet je de druk eraf nemen omdat hij anders explodeert. Dit is overigens nog NIET zo bij 150 bar, gezien de waterstof daar druk/temperatuurstabiel is, het geldt enkel bij de hele hoge drukken/lage temperaturen.
Daarbij komt dat waterstof hopeloos inefficient is in zijn levenscyclus:
- Het moet worden ge-elektrolyseerd of gekraakt
- Het moet meermalen op druk worden gebracht en overgepompt worden via een lagere-druksysteem, waarbij met elke beperking veel verliezen optreden (rho*V*T-effect, hogere druk=hogere temperatuur, lagere druk=lagere temperatuur)
- Een PEM-fuelcell loopt op een hoge temperatuur met bijkomende verliezen (het is geen puur katalytisch proces)
Ik zie echt niet in hoe de brandstofcel ooit kan overleven. Nu al zijn fabrikanten als A123 hard aan het marketen met hun gigantische discharge én charge power densities - 3000 W/liter - waardoor het direct opslaan van elektriciteit vanuit de motoren geen probleem wordt. Dat is ondenkbaar met een brandstofcel zonder tussenkomst van bijv. ultracondensatoren. Zelfs technieken die consumenten nu al gebruiken - De LiFePO4-cellen die in modelbouw terugkomen - bieden al de mogelijkheid om met een accu van 8000 euro 5 jaar te kunnen rijden, dat is 1000 cycli van 250 km, in een normale auto, waarbij het accupack niet meer dan 300 kg weegt (dat is minder dan menig motorblok+versnellingsbak+ondersteunende structuur). Er bestaat nog geen brandstofcel die in de buurt van de power output komt voor minder dan 100k, zelfs voor 8 kW exemplaren moet je nog vijfcijferige getallen betalen (twee jaar geleden nog meer dan 100k dus het gaat wel vooruit).