In de zoektocht naar het perfecte alternatief voor voertuigen op gas, er zijn door de jaren heen veel kanshebbers geweest. Als het gaat om de publieke perceptie, batterij elektrische voertuigen (BEV's) zijn enkele van de meest bekende. Maar onder deskundigen in het veld, er is nog een ander alternatief dat nog meer belooft voor toekomstige elektrificatie van voertuigen:brandstofcellen. Vooral, protonenuitwisselingsmembraan brandstofcellen (PEMFC's). Echter, ondanks decennia van ontwikkeling, PEMFC's missen nog steeds een brede marktacceptatie in voertuigen.

Om te begrijpen wat deze acceptatie beïnvloedt, en waar de markt in de toekomst naar verwachting zal gaan, onderzoekers van de Carnegie Mellon University hebben een deskundige elicitatiebeoordeling uitgevoerd van de huidige en verwachte toekomstige kosten en prestaties van PEMFC's voor auto's. De bevindingen zijn gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences .

Michael Whitton, een postdoctoraal onderzoeksmedewerker in engineering en openbaar beleid, en College of Engineering professoren Ines Azevedo, Shawn Litster, Kate Witvoet, Constantijn Samaras, en Jay Whitacre spraken met 39 experts op het gebied van brandstofcellen om hun beoordeling van PEMFC-kosten te begrijpen, stapel duurzaamheid, en stapel vermogensdichtheid onder een hypothetische, grootschalige productiescenario.

"Expert elicitatie is gebaseerd op de kennis en ervaring van personen die uitgebreid met de technologie hebben gewerkt, " zegt Whitton, "en kan dus de status van de technologie en het toekomstige traject informeren. Bij gebrek aan gepubliceerde gegevens of sluitend bewijs, evaluaties van deskundige elicitatie kunnen worden gebruikt om technologische roadmaps te ontwikkelen, informeren over beleidsvorming, begeleiden van zakelijke beslissingen, en analytische modellen te ontwikkelen."

In de studie, de onderzoekers vroegen de experts om de systeemkosten te beoordelen, stapel duurzaamheid, en stapelvermogensdichtheid van PEMFC's, om vervolgens kwantitatief te beoordelen wat er nodig is om de kosten- en prestatiedoelen te halen. De meeste respondenten verwachten dat de kostendoelstelling van het ministerie van Energie tegen 2050 gehaald zal zijn. Dit doel van $30/kW zou de kans op brede acceptatie door het grote publiek aanzienlijk vergroten.

Aanvullend, meer dan 45% van de respondenten verwacht dat de doelstellingen van de DOE voor de duurzaamheid van de stapel in 2050 zullen worden gehaald, en velen verwachten dat de beoogde mediaan-stackvermogensdichtheid tegen 2035 kan worden bereikt. Zodra deze doelen zijn bereikt, en PEMFC's bereiken meer mainstream adoptie, dit kan grote dingen betekenen voor de auto-industrie - groter dan BEV's, en zelfs andere soorten brandstofcellen.

"De voordelen van PEMFC's ten opzichte van batterijen zijn onder meer snellere tanktijden en een groter bereik, Whiston zegt. "Elektrische voertuigen met brandstofcellen (FCEV's) tanken binnen vijf minuten en werken bij een actieradius van meer dan 300 mijl. BEV's hebben meestal een beperkter bereik, afhankelijk van de grootte van de batterij en de kosten, en kan uren duren om op te laden."

Omdat FCEV's efficiënt werken op koolstofvrije waterstof, ze zouden het verbruik van fossiele brandstoffen en de koolstofemissies van de uitlaatpijpen in voertuigen aanzienlijk kunnen verminderen. Waterstofbrandstof kan worden geproduceerd door een reeks koolstofarme elektriciteitsbronnen, inclusief aardgas, dus FCEV's zouden de netto-uitstoot van broeikasgassen door personenauto's aanzienlijk kunnen verminderen. Aanvullend, deze brandstofcellen stoten geen van de schadelijke verontreinigende stoffen uit de uitlaatcriteria uit, zoals stikstofoxiden, fijnstof, en koolmonoxide, waardoor ze veel veiliger zijn voor de menselijke gezondheid.