Domů     Technika
Budoucnost ve jménu fenoménu H2: Honba za nulou
Jan Zelenka
od Jan Zelenka 30.9.2022
kredit: Toyota

Je na prvním místě periodické tabulky. Je nejhojněji zastoupeným prvkem v celém vesmíru, a proto i přirozeně dokonalým palivem (budoucnosti), třebaže Toyota s ním začala pracovat už před 30 lety… Vodík..

Psal se rok 1992, tehdy mladoboleslavská Škodovka ještě vyráběla Favority, když Toyota začala souběžně zkoumat technologie hybridního, vodíkového a elektrického pohonu. O čtyři roky později se veřejnosti představil první vůz na palivové články, postavený na původním modelu Toyoty RAV4.

Uběhlo 30 let.

Dnes jako jedna z mála nabízí čtyři elektrická řešení: plně hybridní vozy, plug‑in hybridy, bateriový elektrický pohon a vodíkový elektrický pohon.

Vodíková technologie je postavena na staletém postupu reverzní elektrolýzy vody. Palivové články využívají vodík, který se slučuje s kyslíkem získávaným ze vzduchu. Touto jednoduchou chemickou reakcí se vyrábí elektřina pohánějící vozidlo.

A je jedno, jestli jde o vodíkový automobil Mirai, vodíkový autobus SORA nebo vodíkový vlak FCH2RAIL. Všechny stroje čistí vzduch a jediné „emise“ představuje čistá voda.

Palivový článek sestává ze dvou elektrod a membrány, přes kterou pronikají pouze kladně nabité kationty vodíku H+ . Protony vodíku se slučováním s aniony kyslíku O2 mění ve vodu. Elektrony jsou přesměrovány do elektrického obvodu, čímž vzniká proud k pohonu vozidla. Kredit: Toyota

Za každých ujetých 10 000 km vyčistí Mirai vzduch pro jednoho člověka na celý rok.

Za hranice (ne)možného

Alternativní a nízkoemisní pohony Toyoty mají i vlastní kampaň. Beyond Zero (Za nulou). A na podzim na ni naváže i stejnojmenná roadshow, kdy budou u dealerů v rámci nízkoemisních pohonů k vidění Corolla Cross s nejnovějším hybridem 5. generace, RAV4 plug-in hybrid, vodíková Mirai a elektromobil Toyota bZ4X. Tedy všechny čtyři typy pohonů.

K testovacím jízdám budou pro zájemce připravené RAV4 plug-in hybrid a Toyota Mirai.  „Beyond Zero pro nás znamená, že chceme jít za hranice toho, co nabízí běžná automobilka. Naše starost o planetu nekončí tím, že uděláme technologicky nejvyspělejší auto na trhu.

Chceme jít za hranice nulových emisí a nabídky veškerých možných alternativních pohonů,“ říká marketingový manažer české Toyoty Michal Velička.

Honba „za nulou“ představuje závazek automobilky být uhlíkově neutrální – do roku 2030 chce značka nabízet 30 různých modelů s nulovými emisemi, a do roku 2035 bude v Evropě prodávat výhradně auta s nulovými emisemi.

Uhlíková neutralita přitom znamená kompletní přístup zaměřený na vynulování celkových emisí CO2 napříč celým životním cyklem vozidla – včetně výroby, distribuce, provozu, recyklace a konečné likvidace.

A cesta k tomu vede před elektřinu a vodík.

Jak funguje palivový článek

Palivové články mají velmi jednoduchou konstrukci – jsou složeny ze dvou elektrod a polymerové elektrolytické membrány. Polopropustná membrána umožňuje pouze prolínání protonů, kdy kationty vodíku proudí ke katodě, kde reagují s anionty kyslíku.

Elektrony z anody jsou přesměrovány do vnějšího elektrického obvodu, čímž vzniká proud potřebný k pohonu vozidla. Palivové články jsou bezúdržbové a nepodléhají opotřebení.

Na rozdíl od hybridů vodíkové automobily nepoužívají spalovací motor. Sestava palivových článků produkuje veškerou elektřinu nezbytnou k pohonu automobilu, kdy čerpá vodík z trojice zásobníků zabudovaných pod podlahou vozidla.

A zatímco hmotnost baterie elektromobilu s podobným výkonem činí 700 kg, vodíková Toyota Mirai 2. generace ve svých zásobnících převáží celkem 5,6 kg paliva. Tankování zabere 5 minut a podle odborníků z celého světa by do roku 2030 měl počet vodíkových čerpacích stanic narůst 100násobně ze 450 na 45 000.

Evropská výroba modulů palivových článků 2. generace

To, že se Toyota vývojem a výrobou vodíkových palivových článků zabývá letos přesně 30 let, má další výsledky. V lednu 2022 zahájila v Bruselu výrobu modulů 2. generace, postavených na vlastním pokročilém systému palivových článků.

Nový systém, přepracovaný do kompaktnějších a lehčích modulů, rovněž vykazuje vyšší energetickou hustotu.

Moduly s napětím 400 až 750 V jsou navíc k dispozici ve dvou variantách, buď v podobě krychle, nebo jako plošší obdélníkové kusy, se jmenovitým výkonem 60 nebo 80 kW. Najdou uplatnění u všech firem, které vyvíjejí a vyrábějí produkty na palivové články.

A to napříč různými druhy dopravy, jako jsou například nákladní auta, autobusy, vlaky a lodě….

A právě první vodíkové autobusy a vlaky už jezdí.

Začátkem roku automobilka dodala prvních šest modulů palivových článků pro nový vodíkový vlak FCH2RAIL. Unikátní souprava kombinuje odběr elektřiny ze standardního trakčního vedení s bezemisním vodíkovým pohonem bez potřeby vnějšího zdroje.

Prototypem je elektrický osobní vlak CIVIA španělského výrobce CAF, který poskytl železniční dopravce Renfe.

V květnu pak Toyota dodala i moduly palivových článků pro autobusy – konkrétně pro nový městský autobus divize Daimler Buses. Jde o druhou generaci plochého modulu o výkonu 60 kW s možností snadného zabudování do střechy autobusu společně s baterií a zásobníky na vodík.

Městský vodíkový autobus divize Daimler Buses

Hlavním přínosem technologie je prodloužení dojezdu čistě elektrického autobusu v městském provozu až na cca 400 km pro klasický jednoduchý autobus a až 350 km v případě kloubového autobusu. Díky spojení baterie a palivových článků k prodloužení dojezdu odpadá potřeba dobíjení za provozu.

reklama
Související články
Na počátku byla tma. A pak vzniklo světlo. Tak začíná jeden z nejznámějších příběhů. Rozdíl mezi světem bdění a spánku, slunným dnem a ponurou nocí, místy s přirozenou tmou a oblastmi, které se dávno utopily v záplavě umělé záře – to všechno demonstruje Temnalóna, obří model temné planety Země. Obyvatelé města Brna i jeho návštěvníci […]
Za posledních 50 let se lidská populace více než zdvojnásobila. Momentálně se po planetě Zemi pohybuje přes 8 miliard jedinců. Predikce nastiňují, že do roku 2050 číslo „poskočí“ k hranici 10 miliard. Tím se nabízí otázka… „Zvládneme tuto masu vůbec nakrmit?“ Z na pohled nepříznivé situace proto vyplývá poměrně silný tlak na neustálé zlepšování vlastností […]
Hybridní přístup, který kombinuje lidskou schopnost řešit problém s analytickými schopnosti umělé inteligence (AI) zcela změní pravidla hry v ekonomice, strategickém prognózování, nebo například v geopolitice. Předpovídá to ve svém komentáři Tobias Heger, ředitel pro inovace a strategie ve společnosti Creative Dock. Skutečný průlom, který AI přinese, spočívá v posílení lidského rozhodování. Zatímco lidé budou […]
Už děti vědí, co znamenají tři barvy na semaforu. Ale co kdyby se na něm najednou objevilo i bílé světlo? Není vyloučeno, že se to stane a výzkumníci horlivě zvažují, kdy a jak ho prosadit. Souvisí s autonomními vozidly a i pro ta obyčejná by prý mohlo mít jen samé výhody. Autonomní vozidla (AV) brázdí […]
Oblast technologií je světem, kde se nad dosaženým vývojem leckdy tají dech. Ale jindy je také světem jen těžko uvěřitelných selhání a průšvihů. Inu, jak to tak bývá, není každý den posvícení… Elon a jeho síť Některými je považován za vizionáře, jinými za sociopatického egomaniaka. Ano, řeč je o podnikateli Elonu Muskovi. Když se jednou […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz