Samochód wodorowy

Choć zadziwienia nie wzbudzają już, obecne od lat na drogach, samochody elektryczne o tyle samochód wodorowy nadal uznajemy za science fiction. To właśnie wodór stał się jednym z alternatywnych źródeł paliwa, wprowadzonej po raz pierwszy w masowo produkowanym pojeździe przez japońską Toyotę w 2014. W tym artykule pochylimy się nad działaniem silnika tego szczególnego typu pojazdu.

Jak działa samochód wodorowy?

Działanie silnika wodorowego jest prostym, kilkuetapowym procesem. Pierwszy etap opiera się na doprowadzenia wodoru ze zbiornika do ogniwa, do którego przy użyciu turbosprężarki, równolegle jest dostarczane powietrze. Następny krok to transmisja prądu stałego z ogniwa do przetwornicy trakcyjnej, w której zmieniany jest on na prąd zmienny i potem przekazywany do silnika indukcyjnego, gdzie moment obrotowy przenoszony jest na koła samochodu. Kluczowym elementem tego układu są ogniwa paliwowe, będące urządzeniem elektrochemicznym, wytwarzającym energię użyteczną za pośrednictwem reakcji chemicznej tlenu z wodorem. Są one zbudowane z dwóch elektrod anody i katody i rozdzielone elektrolitem bądź membraną elektrolityczną. Blokuje to przepływ elektronów, a umożliwia ruch kationów. Wodór, dopływając do anody, ulega rozbiciu na elektrony i protony. Pierwsze z nich przepływają do katody zewnętrznym obwodem, powodując wytworzenie prądu elektrycznego. Protony przepływają przez elektrolit swobodnie do katody, gdzie doprawadzane jest powietrze. Produktami wspomnianej reakcji elektrochemicznej tleni i wodoru jest woda, ciepło o raz prąd elektryczny.

Warto wiedzieć, że istnieje wiele rodzajów ogniw paliwowych, ze względu na temperaturę dzielimy je na nisko i wysoko temperaturowe. Praca ogniw nisko-temperaturowych odbywa się w temperaturach niższych niż 250 stopni Celsjusza. Niska temperatura niweluje konieczność stosowania termoodpornych materiałów, ale do działania takiego ogniwa niezbędny jest czysty wodór. W motoryzacji wykorzystywane są ogniwa nisko-temperaturowe, gdyż tych, działających w wyższych temperaturach nie można uruchomić w szybkim czasie. Na razie koszt ich produkcji jest stosunkowo wysoki, należy jednak pamiętać, że technologia ta jest bardzo młoda, a jej dynamiczny rozwój powinien spowodować spadek cen w najbliższych latach.

Samochód wodorowy idealny dla Polski?

Przy temacie samochodu wodorowego warto nadmienić, że wodór jako paliwo ma jedną bardzo istotną zaletę. Można go wytwarzać na miejscu. Polska ma w tej kwestii doświadczenie, gdyż jest jednym z większych producentów wodoru przemysłowego na świecie. Paliwo wodorowe wymaga innej klasy czystości substancji, a więc do jego wdrożenia niezbędna byłaby przebudowa infrastruktura. Obecnie w Polsce nie ma żadnej stacji, która umożliwiałaby tankowanie samochodów wodorowych. Pomijając samą produkcję, koszt jednego takiego obiektu wynosi około miliona euro, według szacunków Instytutu Transportu Samochodowego.

Warto jednak nadmienić, że walor ekologiczny tego typu aut jest bardzo wysoki. Produktem spalania jest czysta woda. Unikamy więc emisji dwutlenku węgla, a dodatkowo paliwo wodorowe nie jest droższe od tradycyjnego. Jeden kilogram wodoru wystarcza na przejechanie około 100 kilometrów, a jego cena oscyluje w okolicach 45 złotych. Uwzględniając ten aspekt, warto raz jeszcze podkreślić, że technologia ta dopiero raczkuje, a wraz z jej rozwojem cena substancji powinna zmaleć. Nie trzeba się również martwić o jej zapasy, w przeciwieństwie do ropy naftowej, której zasoby wciąż się kurczą.