Koniec z ładowaniem elektrycznych aut!
Japończycy są na najlepszej drodze, by rozwiązać największy problem związany z przyszłością motoryzacji. Konstruktorom Toyoty udało się opracować eksperymentalny system napędu hybrydowego bazujący na ogniwach paliwowych zasilanych... gazem ziemnym!
W ofercie Toyoty znajduje się już - napędzany ogniwami paliwowymi - model Mirai. Samochód pełni rolę technologicznej wizytówki japońskiego koncernu, ale jego użyteczność - póki co - ogranicza bardzo skromna sieć punktów, w których kierowca zatankować może sprężony wodór. Również przechowywanie tego - bardzo niestabilnego - paliwa wiąże się z wieloma wyzwaniami. Mirai wyposażona jest np. w specjalne, bardzo drogie w produkcji, zbiorniki wodoru wykonane z kompozytów.
Wygląda jednak na to, że zanim przemysł motoryzacyjny i petrochemiczny przestawi się na napędy wodorowe, kierowcy zyskają możliwość skorzystania z rozwiązania przejściowego. Może nim być opracowany właśnie przez Japończyków system ogniw paliwowych korzystających z metanu.
Eksperymentalne urządzenie tego typu pracuje już w fabryce Motomachi w mieście Toyota (prefektura Aichi). Prototypowy zestaw ma wprawdzie wielkość kontenera morskiego, ale służy jedynie zbadaniu wydajności i oszacowaniu korzyści płynących z zastosowania nowej technologii. Z opublikowanych informacji wynika, że system osiąga moc 335 KM i może się pochwalić - bardzo wysoką - sprawnością energetyczną na poziomie 65 proc.
Zasada jego działania jest dość skomplikowana. W dużym uproszczeniu - sprężony metan - CH4 - rozkładany jest na wodór (H2) i tlenek węgla (CO). Następnie, jak w przypadku klasycznego ogniwa wodorowego, w wyniku szeregu reakcji chemicznych, następuje utlenianie wodoru. Ten łączy się z dostarczanym z zewnątrz tlenem (O2), czego efektem jest energia elektryczna, czysta woda i dwutlenek węgla. Nie wszystkie cząsteczki wodoru mogą być wykorzystane w procesie chemicznego tworzenia energii elektrycznej. By nie marnować tego potencjału konstruktorzy Toyoty wyposażyli system w dodatkową turbinę gazową. W niej, przy udziale powietrza, spalane są "odpadowe": wodór i tlenek węgla. Sprawność samego ogniwa szacowana jest na 55 proc. Dzięki turbinie gazowej, wzrasta do 65 proc.
Z punktu widzenia ekologów, w porównaniu z wykorzystywanym przez Mirai ogniwem wodorowym, proponowane rozwiązanie stanowi pewien krok w tył. Zastosowana turbina produkuje bowiem gazy spalinowe. Te są jednak stosunkowo czyste, a możliwość wyprodukowania wodoru bezpośrednio na pokładzie pojazdu wydaje się genialnym rozwiązaniem - nie wymaga bowiem ogromnych nakładów na tworzenie nowej infrastruktury. Tankowanie sprężonego gazu ziemnego nie różni się w znacznym stopniu od tankowania LPG. By dokonać technologicznej rewolucji wystarczyłaby więc niewielka modernizacja istniejącej już infrastruktury.
Wszystko wskazuje na to, że najbliższa przyszłość motoryzacji związana będzie właśnie z koncepcją wytwarzania wodoru bezpośrednio w pojeździe. Podobne rozwiązanie opracował niedawno Nissan. W elektrycznym modelu E-NV200 zastosowano układ ogniw paliwowych wykorzystujący zmagazynowany w zbiornikach pojazdu etanol. Alkohol, podobnie jak w przypadku eksperymentalnego systemu Toyoty, służy jako paliwo niezbędne do wytworzenia wodoru. Ładowane przez ogniwa paliwowe akumulatory o pojemności 24 kWh i zbiornik mieszczący 30 l alkoholu wystarczają na pokonanie dystansu około 600 km. Oznacza to, że pełnowymiarowa furgonetka zużywa zaledwie 5 l etanolu na 100 km! Testy drogowe prototypowych Nissanów E-NV200 rozpoczną się niebawem na brazylijskich drogach.
Paweł Rygas
