|
Aktualności
|
|
Informacje
Numery
Numer 10/2003
Ogniwa paliwowe - Napęd przyszłości
|
|
Od lat wielkie koncerny samochodowe inwestują grube miliony w technikę przyszłości. Japończycy, którzy stosunkowo późno weszli na ten rynek, mają już dziś przewagę nad konkurencją z Europy. Wynika to głównie z intensywnego wsparcia udzielanego im przez japoński rząd. W ciągu jednego tylko roku finansowego, wspomniane już ministerstwo przeznaczyło 263 mln dolarów na rozwój technologii ogniw paliwowych. W Europie takie rządowe wsparcie było dotychczas znikome, a w USA wyniosło ono w zeszłym roku ok. 150 mln dolarów. Należy przy tym pamiętać, że liczby te same w sobie nie mówią wszystkiego. Przyjazna środowisku technika otrzymała np. duże wsparcie od amerykańskiej armii, współpracującej z General Motors. Na początku 2003 r., na Detroit Motor Show, obaj partnerzy obwieścili powstanie specjalnej ciężarówki, przeznaczonej do celów wojskowych. Pojazd ten korzysta z dwóch silników – diesla i elektrycznego, zasilanego oczywiście przez ogniwo paliwowe. Korzyści z tego połączenia to: ograniczone zużycie paliwa, bardzo cicha praca silnika oraz dużo mniejsze wytwarzanie ciepła, przez co pojazd jest trudny do wykrycia.
Europa dopiero rozpoczyna pościg za USA i Japonią. Unia Europejska ma przeznaczyć w ciągu trzech lat blisko 2 mld euro na rozwój ogniw paliwowych oraz na różnego rodzaju testy. Pomimo istotnego wsparcia ze strony państwa, koncerny samochodowe są jeszcze dalekie od osiągnięcia rentowności w produkcji „pojazdów przyszłości”. Wprawdzie Toyota zainkasuje z tytułu leasingu swojej terenówki 10 tys. euro miesięcznie przez dwa lata, a Honda za swój kompakt 6,7 tys. miesięcznie przez rok, to nie są to na razie kwoty, które mogłyby pokryć bardzo wysokie koszty produkcji. Właśnie koszty są ciągle poważnym problemem. Producenci aut pokładają więc nadzieje we wspólnych przedsięwzięciach. Japończycy, dzięki wsparciu państwa, próbują póki co działać na własną rękę, ale już DaimlerChrysler i Ford współdziałają ze sobą, współpracując też ze wspomnianym już kanadyjskim Ballard Power Systems.
Znacznie bliżej produkcji seryjnej są tzw. pojazdy hybrydowe, które wprawdzie generują szkodliwe substancje, ale w ilościach dużo mniejszych niż obecnie dostępne samochody. Takie „hybrydy”, na które stawia głównie Toyota i Honda, w centrach miast napędzane są przez silniki elektryczne, natomiast poza nimi – przez tradycyjne silniki spalinowe. Pojawiła się również szansa, że silniki diesla nie będą szkodziły środowisku. Wszystko to dzięki nowemu paliwu o nazwie SynFuel. W Berlinie rozpoczęły się niedawno testy 25 Volkswagenów Golfów, mających w bakach właśnie SynFuel. To uzyskiwane z gazu ziemnego paliwo nie zawiera ani tzw. aromatów, odpowiedzialnych za powstawanie sadzy, ani siarki.
Trzeba przyznać, że postępy przy rozwijaniu technologii ogniw paliwowych są ogromne. Pierwszy Mercedes wyposażony w ogniwo paliwowe (1994 r.) przypominał w zasadzie jeżdżące laboratorium. Necar (New Electric Car), bo tak go nazwano, aż po sam dach „naładowany” był techniką. Olbrzymi bak na paliwo wodorowe przewyższał kierowcę, a samochód był w stanie osiągnąć maksymalną prędkość 90 km/h. Dzisiaj całe potrzebne wyposażenie mieści się w zwykłych rozmiarach auta, a współczynnik sprawności napędu zwiększył się o ponad 70 proc. To, obok braku wydzielania szkodliwych substancji, najważniejszy argument przemawiający na rzecz stosowania ogniw paliwowych. Nawet oszczędny diesel przetwarza bezużytecznie ponad 80 proc. paliwa w ciepło i spaliny. W przypadku samochodu z ogniwem paliwowym spalaniu ulega już tylko 40 proc.
Mimo tych wszystkich niezaprzeczalnych sukcesów, inżynierów czeka jeszcze ciągle dużo pracy, żeby mogło dojść do produkcji masowej pojazdów zasilanych przez ogniwa paliwowe. Taki samochód musi być przede wszystkim lżejszy, tańszy i w znacznie większym stopniu niezawodny. Jak na razie z tą niezawodnością różnie bywa. Całkiem niedawno problem miała Toyota – w jej samochodzie przeciekał bak, w którym znajduje się wodór. Japońscy specjaliści zapewniają wprawdzie, że awaria była niegroźna, ale na wszelki wypadek cała partia samochodów została unieruchomiona do czasu, aż znaleziona zostanie przyczyna usterki. Kolejnym problemem okazuje się przedwczesne zużycie ogniw paliwowych umieszczanych w samochodzie. W samochodzie cały czas zmieniają się obciążenia – od maksymalnych do minimalnych obrotów. Kiedy pojazd przyspiesza, wodór w błyskawicznym tempie przemierza labirynt kanałów, aby przyspieszyć reakcję i zebrać odpowiednio dużą ilość prądu. Aby zredukować efekt przedwczesnego zużycia, Ford znalazł dla swojego Focusa inne rozwiązanie – prąd z ogniwa paliwowego nie płynie już bezpośrednio do silnika, lecz do specjalnego bufora złożonego z baterii. Rozwiązanie to chroni cały system i obniża zużycie ogniwa o 20 proc. Na przeszkodzie do wprowadzenia masowej produkcji stoją też koszty. Aby mogło dojść do reakcji wodoru z tlenem, bez spalenia się, membrana musi być pokryta platyną, a ten metal szlachetny kosztuje 10 tys. euro. Wreszcie, specjaliści łamią sobie głowy nad tym, co dzieje się wewnątrz ogniwa – powstaje tam woda, której przy minusowych temperaturach grozi zamarznięcie. A kiedy zamarznie woda, zepsuje się ogniwo. Inżynierowie poszczególnych koncernów pracują nad rozwiązaniem tego problemu. Jako prawdopodobne antidotum podaje się wypompowanie czy też odessanie wody, bądź ogrzanie ogniwa w zimie.
Na pewno minie jeszcze sporo czasu, zanim w salonie samochodowym będziemy mieli do wyboru nie tylko diesla i samochód z silnikiem benzynowym, ale jeszcze taki sam pojazd napędzany ogniwem paliwowym. Warto jednak śledzić ten wyścig gigantów, bo proponowane przez nich rozwiązania mogą się okazać bardziej realne i nieodległe czasowo niż mogłoby się to dziś wydawać.
|
|
|
|
