Domů     Technika
Budoucnost ve jménu fenoménu H2: Honba za nulou
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.

Související články
Podle nové studie nástroj umělé inteligence nejvíce pomohl s kreativními úkoly. Naopak při analytičtější práci zaznamenal spoustu chyb. Když vloni na jaře začal profesor z Harvard Business School Karim Lakhani testovat, jak ChatGPT ovlivňuje práci elitních amerických byznysmenů, předpokládal, že je tento nástroj nadchne. V přípravné studii, provedené na vzorku dvaceti lidí, bylo jedním ze […]
Vezmete altermagnet, dáte ho pod rentgen, měníte polarizační filtr a pozorujete, jak materiál pohlcuje světlo. Zní to skoro jako pokus z běžné hodiny fyziky, jde však o průlomový experiment, jehož výsledkem je pozoruhodný objev fyziků z Masarykovy univerzity, Akademie věd ČR (AV ČR), Metropolitní univerzity v Ósace a University of Nottingham. Před půl rokem mezinárodní […]
Na počátku dvacátého století představovaly vlaky nejrychlejší dopravní prostředek na delší vzdálenosti. Dnes je v našich očích nahradila letadla. V celé řadě zemí však stále platí, že pokud člověk chce zažít jízdu rychlostí, za kterou by ho na silnici policie okamžitě poslala do vězení, stačí usednout do vysokorychlostního vlaku. Ten se i podle svého jízdního […]
Žijeme v době plastové jako generace „plastic people“, v barevném, naleštěném a nerozbitném. Z kdysi zázračného produktu se stává veřejný nepřítel číslo jedna. Máme se ho ale bát? „Plasty nejsou zlo. Například v medicínských aplikacích, automobilovém nebo letecké průmyslu jsou nenahraditelné. Špatnou reklamu plastům dělají jednorázové výrobky a především to, jak s nimi nakládáme…“ říká ve 27. […]
Někteří lidé používají chatboty s umělou inteligencí k vytváření avatarů svých zesnulých blízkých. Pro někoho je to zdroj útěchy, ale jiné z toho tak trochu jímá hrůza… Doktorka Stephenie Lucas Oneyová nedávno oslavila pětasedmdesáté narozeniny. Její otec, bývalý policista a soudce, je už na věčnosti, ale ona s ním stále hovoří. Nikoli však jen v […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz