Największy problem motoryzacji rozwiązany!
Zapowiada się długo wyczekiwana rewolucja w świecie motoryzacji. Nissan opracował właśnie nowy rodzaj układu napędowego opartego o ogniwa paliwowe. W przeciwieństwie do dotychczasowych rozwiązań, system nie wymaga tankowania - trudnego do przechowywania - wodoru!
Trafiające do świata samochodów zestawy ogniw paliwowych to w istocie pokładowe elektrownie chemiczne. Przy wykorzystaniu specjalnych katalizatorów - w wyniku utleniania wodoru na zimno - wytwarzają one prąd i, jako produkt uboczny, wodę. Rozwiązanie cechuje się wysoką sprawnością, ale ma kilka istotnych wad. Wodór jest bardzo niestabilny chemicznie, więc jego przechowywanie wiąże się z zastosowaniem najwyższych standardów bezpieczeństwa.
Przykładowo w Toyocie Mirai zastosowano zamontowane pod podłogą dwa zbiorniki wodoru (przedni mieszczący 60 l i tylny o pojemności 62,4 l) o wyjątkowej konstrukcji. Mają one trójwarstwową strukturę złożoną m.in. z włókna węglowego i wzmocnionego tworzywa, dzięki czemu są zdolne magazynować gaz sprężony do 70 MPa! Ich produkcja, która wymagała opracowania wielu nowych technologii, jest niezwykle skomplikowana i droga.
Inny, nie mniej poważny, problemem dotyczy braku infrastruktury. Stworzenie od zera punktów tankowania wodoru wymaga gigantycznych nakładów. Problematyczne może być nawet same, bezpieczne, dostarczenie hurtowych ilości wodoru do stacji "benzynowej".
Rozwiązanie wszystkich tych problemów opracowali właśnie inżynierowie Nissana. Japończycy stworzyli układ o nazwie SOFC (Solid Oxide Fuel Cell), który - oprócz klasycznych ogniw paliwowych - wykorzystuje wbudowany generator wodoru. Największą zaletą takiego pomysłu jest to, że system pracować może na różnych paliwach, w tym np. na etanolu i gazie ziemnym!
W tym przypadku czysty etanol, bioetanol lub gaz ziemny traktowane są wyłącznie jako bezpieczne i łatwe do przechowywania nośniki wodoru. Te - w wyniku szeregu zachodzących w generatorze procesów chemicznych - rozbijane są na poszczególne pierwiastki. Uzyskany w ten sposób wodór (i tlen) może być następie wykorzystany w roli paliwa dla klasycznego ogniwa paliwowego produkującego energię elektryczną.
Dzięki takiemu rozwiązaniu nie ma potrzeby przechowywania niestabilnego chemicznie paliwa w pojeździe ani tworzenia od podstaw niezbędnej infrastruktury. Zarówno bioetanol, jak i gaz ziemny powszechnie stosowane są dziś do napędu samochodów z silnikami o zapłonie iskrowym. W dużym stopniu opiera się na nich transport m.in. w Azji i Ameryce Południowej. Bioetanol jest również paliwem odnawialnym, produkowanym obecnie na masową skalę.
Chociaż wytworzenie wodoru na pokładzie auta wiąże się z konkretnym wydatkiem energetycznym, przedstawiciele Nissana twierdzą, że opracowany przez nich system jest bardzo wydajny. Ich zdaniem, korzystające z układu SOFC pojazdy mogą legitymować się zasięgiem około 600 km, czyli takim, jakim większość samochodów z silnikami benzynowymi. Japończycy podkreślają również, że koszty eksploatacji auta z systemem SOFC będą porównywalne z dzisiejszymi pojazdami elektrycznymi. Oznacza to, że pokonanie dystansu 100 km może nas kosztować mniej niż 10 zł!
Nissan zapowiada, że pierwsze auta z systemem ogniw paliwowych SOFC pojawią się na rynku około 2020 roku. Czyżby ta data wyznaczała kres panowania w świecie motoryzacji silników spalinowych?
Paweł Rygas
