{"id":30022,"date":"2026-03-19T10:27:14","date_gmt":"2026-03-19T10:27:14","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/si\/30022\/"},"modified":"2026-03-19T10:27:14","modified_gmt":"2026-03-19T10:27:14","slug":"kako-deluje-vodikova-gorivna-celica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/si\/30022\/","title":{"rendered":"Kako deluje vodikova gorivna celica?"},"content":{"rendered":"

\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Vodikova
\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a><\/p>\n

\t\t\t\t\t\t\t\t\tVodikova gorivna celica je sestavljena iz ve\u010d membran, ki skupaj ustvarijo dovolj napetosti za pogon elektromotorja. Foto: MMC RTV SLO\/Avtomobilnost<\/p>\n

V Avtomobilnosti smo preizkusili avtomobil na vodik, toyoto mirai, tudi polnili smo jo na prvi vodikovi polnilnici v Ljubljani<\/a>. Zdaj nas je zanimalo, kako deluje vodikova gorivna celica? Za razlago smo se obrnili na slovenske \u0161tudente strojni\u0161tva in elektrotehnike, ki razvijajo dirkalnik na vodikove gorivne celice.<\/p>\n

Oglas<\/p>\n

\t\t\t\t\t\t\t\tEkipa Hydroman<\/p>\n

\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tSlovenska \u0161tudentska ekipa Hydroman razvija dirkalnik na vodikove gorivne celice. Z njim sodeluje na mednarodnem tekmovanju H2GP Horizon Hydrogen Grand Prix, ki ga organizira ameri\u0161ka organizacija Horizon Educational. Projekt zdru\u017euje teorijo in prakso. Gre za \u0161esturno vzdr\u017eljivostno dirko. Ekipe uporabljajo sistem gorivnih celic, izdelati pa morajo celoten avtomobil. Tako lahko teorijo prenesejo v prakso. Tekmovanje zdru\u017euje znanje elektrotehnike, strojni\u0161tva in energetike, saj morajo ekipe razumeti delovanje vodikovih gorivnih celic, razviti lastni pogonski sistem ter optimizirati porabo energije na ve\u010durni dirki.<\/p>\n

Razlo\u017eili so nam teorijo na \u0161olski tabli. Vodikova gorivna celica pretvarja kemi\u010dno energijo vodika neposredno v elektri\u010dno energijo. Na strani anode se vodik razcepi na proton in elektron.<\/p>\n

Prek posebne membrane, ki prepu\u0161\u010da le zelo majhne delce \u2013 protone \u2013 ti potujejo proti katodi. Elektroni medtem potujejo po zunanjem elektri\u010dnem vodniku do katode. Prav njihovo gibanje ustvarja elektri\u010dni tok. Na strani katode se nato zdru\u017eijo vodikovi protoni, elektroni in kisik. Kon\u010dni produkt reakcije je voda (H\u2082O).<\/p>\n

Elektri\u010dni tok, ki pri tem nastaja, lahko nato uporabimo za poganjanje elektri\u010dnih sklopov. Pri tem nastaja tudi vodna para, ki jo je treba iz sistema odstranjevati. Avtomobil ima poseben ventil za prepihovanje, ki se ob\u010dasno odpre in s tlakom vodika izpihne vodno paro, ki se nabere v celici.<\/p>\n

\u010ce je te pare preve\u010d, vodik ne more ve\u010d u\u010dinkovito dostopati do anode, zato se reaktivna povr\u0161ina zmanj\u0161a in u\u010dinkovitost celice pade. Kisik za reakcijo prihaja iz okolice. S pomo\u010djo ventilatorjev v sistem dovajamo zrak, iz katerega dobimo kisik.<\/p>\n

\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Ekipa
\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a><\/p>\n

\t\t\t\t\t\t\t\t\tEkipa Hydroman razvija dirkalnik na vodikove gorivne celice za tekmovanje H2GP Horizon Hydrogen Grand Prix. Foto: MMC RTV SLO\/Avtomobilnost<\/p>\n

\t\t\t\t\t\t\tZakaj so potrebni kondenzatorji?<\/p>\n

Slovenska \u0161tudentska ekipa za shranjevanje energije za dirkalni avtomobil\u010dek uporablja kondenzatorje. Reakcije v gorivni celici potekajo relativno enakomerno, zato mo\u010d ni tako preprosto prilagodljiva kot pri klasi\u010dnem motorju. Gorivne celice niso prilagojene temu, da bi neposredno spreminjale mo\u010d \u2013 kot pri motorju, kjer dodamo ali odvzamemo plin.<\/p>\n

\t\t\t\t\t\t\t\tVIDEO<\/p>\n

\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tDelovanje gorivne celice lahko podrobneje spoznate z ogledom videoreporta\u017ee iz oddaje Avtomobilnost na povezavi tukaj<\/a>.<\/p>\n

Bolj so podobne generatorju, ki deluje pri stalnih obratih in dovaja konstantno mo\u010d. Zato energijo najprej shranjujejo v elektri\u010dnih kondenzatorjih. Kondenzatorji omogo\u010dajo zelo hitro polnjenje in praznjenje. Ko je potrebne ve\u010d mo\u010di, jo preprosto vzamejo iz njih. Tehni\u010dno bi lahko uporabili tudi baterijo, vendar pravila tekmovanja dovoljujejo samo kondenzatorje, pravijo \u0161tudentje.<\/p>\n

Ti imajo manj\u0161o kapaciteto in delujejo zgolj kot nekak\u0161en vmesni energijski hranilnik. V ve\u010djih strojih, na primer avtomobilu, se sicer uporablja baterija, kondenzator je potreben le na tekmovanju Hydroman.<\/p>\n

\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Sistem
\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a><\/p>\n

\t\t\t\t\t\t\t\t\tSistem uporablja kondenzatorje, ki shranjujejo energijo in omogo\u010dajo hitre pospe\u0161ke dirkalnika. Foto: MMC RTV SLO\/Avtomobilnost<\/p>\n

\t\t\t\t\t\t\tKako je zgrajena gorivna celica?<\/p>\n

Svetlosiva plast zgoraj in spodaj je t. i. gas diffusion layer. Njena naloga je, da vodik in kisik enakomerno razporedi po povr\u0161ini membrane. V sredini je klju\u010dni element sistema. \u010crna plast je tako imenovana PEM-membrana \u2013 polimerna elektrolitska membrana. Ta prepu\u0161\u010da protone, elektronov pa ne. Ko je en tak element sestavljen, nastane t. i. stack oziroma sklop celic. V primeru \u0161tudentskega avtomobila jih ima gorivna celica 14. Razlog je v napetosti. Ena sama membrana ustvari pribli\u017eno 0,7 volta. \u010ce ve\u010d celic pove\u017eejo zaporedno, se napetost se\u0161teva. Tako dobijo pribli\u017eno 12 voltov. Pri tem je treba dodati, da gre tudi v primeru ekipe Hydroman za enak koncept kot pri baterijah avtomobilov.<\/p>\n

\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Slovenska
\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a><\/p>\n

\t\t\t\t\t\t\t\t\tSlovenska ekipa Hydroman se z lastno konstrukcijo pripravlja na svetovni finale tekmovanja. Foto: MMC RTV SLO\/Avtomobilnost<\/p>\n

\t\t\t\t\t\t\tZakaj vodik kro\u017ei skozi sistem?<\/p>\n

V celico zrak dovajajo ventilatorji skozi posebne odprtine, medtem ko vodik potuje po lo\u010denih kanalih. Vodik pride v celico po eni cevi, po drugi pa izstopi. Deloma zato, da se odstrani vodna para, deloma pa zato, ker se vodik s\u010dasoma osiroma\u0161i \u2013 koncentracija neporabljenega vodika postane manj\u0161a.<\/p>\n

Optimalna to\u010dka delovanja<\/p>\n

Med napetostjo in tokom obstaja zna\u010dilna odvisnost, ki dolo\u010da optimalno delovanje gorivne celice. Celica v primeru \u0161tudentskega vodikovega dirkalnika ima v prostem teku pribli\u017eno 12 voltov. Ko jo obremenijo in za\u010dnejo vle\u010di tok, napetost za\u010dne padati. Zato posku\u0161ajo sistem dr\u017eati v optimalni delovni to\u010dki. Pri njihovi celici je to pribli\u017eno med 7,5 in 8 volti ter od 3 do 4 amperi toka.<\/p>\n

Ker celica oddaja relativno stalno mo\u010d, prese\u017eek energije shranijo v kondenzatorjih, od koder energija nato potuje v elektromotor. Ko vozilo pospe\u0161i, dodatno mo\u010d \u010drpajo iz kondenzatorjev, medtem ko celica \u0161e naprej deluje pribli\u017eno v isti optimalni to\u010dki.<\/p>\n

\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"V
\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a><\/p>\n

\t\t\t\t\t\t\t\t\tV sredi\u0161\u010du projekta je gorivna celica, ki iz vodika in kisika proizvaja elektri\u010dno energijo. Foto: MMC RTV SLO\/Avtomobilnost<\/p>\n

\t\t\t\t\t\t\t\u0160est ur dirkanja z omejeno koli\u010dino vodika<\/p>\n

Dirka na tekmovanju traja \u0161est ur. Vsaka ekipa ima na voljo 32 vodikovih kartu\u0161 za celotno dirko. Na prvi dirki jih je slovenska ekipa porabila 30, najbolj\u0161e ekipe pa pribli\u017eno 22. To pomeni, da imajo \u0161e veliko prostora za izbolj\u0161ave. Pravijo, da lahko \u0161e veliko naredijo na podro\u010dju optimizacije \u2013 na primer z u\u010dinkovitej\u0161im elektromotorjem ali z bolj\u0161im nadzorom prepihovanja gorivne celice.<\/p>\n

Koliko vodika porabijo?
\n\t\t\t\t\t\t\t\tBrez slovenske konkurence<\/p>\n

\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tNa evropski ravni so na tekmovanju mo\u010dne ekipe iz \u010ce\u0161ke, Poljske in Slova\u0161ke. Hydroman je edina ekipa iz Slovenije, zato se neposredno uvr\u0161\u010dajo na svetovno prvenstvo. Finale je lani potekal v Chemnitzu v Nem\u010diji, letos pa se ekipe selijo v \u0160vico.<\/p>\n

Med testiranjem en Hydrostick napolnijo z elektrolizo v pribli\u017eno petih do \u0161estih urah. \u010ce \u017eelijo, da vozilo poganja povsem zeleni vodik, proizveden iz vode, je postopek precej po\u010dasen. Napolnjen vodik nato porabijo precej hitreje. V vo\u017enji v pribli\u017eno dvajsetih minutah.<\/p>\n

Za primerjavo: pri serijskem vodikovem avtomobilu, kot je toyota mirai, je poraba pribli\u017eno en kilogram vodika na sto kilometrov. Pri sistemu \u0161tudentskega dirkalnika je to pribli\u017eno 0,1 grama na kilometer oziroma 10 gramov na sto kilometrov. Seveda gre za precej manj\u0161i sistem z bistveno manj\u0161imi tokovi in mo\u010djo.<\/p>\n

Delovanje gorivne celice lahko podrobneje spoznate z ogledom videoreporta\u017ee iz oddaje Avtomobilnost na povezavi tukaj<\/a>.<\/p>\n

Oglas<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Vodikova gorivna celica je sestavljena iz ve\u010d membran, ki skupaj ustvarijo dovolj napetosti za pogon elektromotorja. Foto: MMC…\n","protected":false},"author":2,"featured_media":30023,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[10],"tags":[81,82,11961,11962,84,83,62,37,58,60,38,11960],"class_list":{"0":"post-30022","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-poslovni-svet","8":"tag-business","9":"tag-economic","10":"tag-gorivna-celica","11":"tag-hydroman","12":"tag-poslovni","13":"tag-poslovni-svet","14":"tag-si","15":"tag-slovene","16":"tag-slovenia","17":"tag-slovenija","18":"tag-slovenscina","19":"tag-vodik"},"share_on_mastodon":{"url":"https:\/\/pubeurope.com\/@si\/116255368524943141","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/si\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30022","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/si\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/si\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/si\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/si\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=30022"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/si\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30022\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/si\/wp-json\/wp\/v2\/media\/30023"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/si\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=30022"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/si\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=30022"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/si\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=30022"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}