Tak to řekl autor Jules Verne ve svém románu Tajemný ostrov v roce 1874. A zdá se, že se může prokázat, že měl pravdu. V té době malý počet vědců publikoval články o zařízeních, která kombinovala vodík a kyslík za účelem generování malého elektrického proudu – ale až v roce 1939 se tyto „palivové články“ zdály být skutečně praktickým nápadem. Rychle vpřed na úsvit 21. století a palivové články zkoumali téměř všichni významní výrobci automobilů. V současné době je nejméně šest z nich k dispozici ke koupi auta na palivové články.
Co se tedy změnilo? Nejprve udělejme krok zpět a řekněme, že vozidla s vodíkovými palivovými články (FCEV) jsou v zásadě elektrická vozidla. Ale místo toho, aby získávali elektřinu z pevných nádrží s chemickou energií, které nazýváme baterie, využívají reakce mezi kyslíkem a vodíkem. Tyto dva plyny se kontinuálně spojují v zásobníku palivových článků – věži z malých sendvičů elektrod na bázi platiny (chléb) a polymerního elektrolytu (náplň). Jak plyny proudí komínem, elektrony se zbavují vodíku a používají se k pohonu motoru automobilu. Kladně nabité částice (H+) se spojují s kyslíkem a vytvářejí vodu (H2O) – jedinou emisi z vozu FCEV.
Pěkné, že? Druh. Palivové články mohou využívat kyslík ze vzduchu, který je efektivně zdarma. Ale vodík je jiná hra, protože se snadno váže s celou řadou dalších prvků. Abychom ji mohli použít k pohonu aut, musíme ji extrahovat z jedné z jejích sloučenin. A právě tato výzva mě přivedla do mé „alma mater“, Národní fyzikální laboratoře (NPL), abych se zúčastnil otevření továrny na doplňování vodíku od ITM Power. Voda se skládá ze dvou atomů vodíku a jednoho atomu kyslíku. Použitím systému, který je ve skutečnosti opakem palivového článku, je možné rozdělit vodík a kyslík elektrickým proudem. To také znamená, že by se mohlo vyrábět palivo u pump – není potřeba žádná síť dodávkových vozů.
Auta s palivovými články na čerpací stanici NPL (kredit obrázku: ITM Power)
Elektrolyzéry, jako je ten, který se používá v areálu NPL, spotřebovávají hodně elektřiny, takže jejich zapojení do „špinavé“ sítě (tj. sítě většinou poháněné uhlím) by nedávalo absolutně žádný smysl. ITM Power však nakupuje elektřinu pouze z obnovitelných zdrojů, kde je to možné, a také prodává vodík zpět do plynárenské sítě, která ve Spojeném království poskytuje třikrát více energie než elektrická síť. Vodík nevidí pouze jako palivo pro vozidla, je to také prostředek k ukládání energie pro použití jinde. Řekl to generální ředitel společnosti Dr Graham Cooley „Když se podíváte na National Grid za minulý rok, tak jsme odmítli 1 TWh větrné energie – dost na výrobu vodíku pro 3 miliony aut, která ujedou 350 mil. Nemůžeme naplánovat větrnou nebo solární energii, takže k přeměně celé naší energetické sítě na obnovitelné zdroje potřebujeme úložiště. Z dlouhodobého hlediska je nejlepší možností vodík.“ Nejsou ani oni jediní – německé město Mainz využívá k výrobě vodíku také „promarněnou“ větrnou energii.
Ale zpět k autům. Představení se zúčastnily také tři sériově vyráběné vozy s palivovými články – Toyota Mirai, Hyundai ix35 a Honda Clarity, přičemž žádný z nich není prototyp. Mirai a ix35 jsou již na silnicích a očekává se, že Clarity bude uveden na trh ve Velké Británii letos na podzim. Ke konci akce jsme zamířili ven, abychom se podívali na ukázku procesu tankování. Abych byl upřímný, kromě neutuchajícího deště to celé bylo naprosto jednotvárné. ale myslím, že o to opravdu jde! Auto zajelo, víčko palivové nádrže bylo odstraněno a nasazena vodíková tryska. Po 3 minutách byla nádrž plná a auto odjelo. Lišily se pouze dvě věci – nebyl cítit benzín a pumpa hlasitě syčela, jakmile byla nádrž plná. Jinak jen běžná zkušenost s plněním nádrže.
Pravděpodobně se ptáte, jak daleko se dostanete s nádrží vodíku. Abych byl upřímný, je docela obtížné porovnávat palivovou účinnost pomocí známé jednotky „míle na galon“, protože vodík je plyn, takže ho lze stlačit – něco, co nemůžete dělat s kapalnými palivy, jako je benzín nebo nafta. V tomto kontextu galony a litry opravdu nefungují. Výrobci automobilů a výrobci vodíku tedy mají tendenci mluvit o spotřebě v mílích na kilogram, ale je možné to vyřešit. Některé informace jsem čerpal z nedávných údajů vlády Spojeného království o spotřebě paliva u nových aut, skutečnosti, že litr benzínu váží méně než litr vody, a průměrné ceně benzínu (opět ve Spojeném království), takže níže je spolehlivý, ale hrubý odhad.
V průměru stojí 1 kg benzínu 1.33 GBP a vaše auto pohání přibližně 25 km. ITM Power si v současné době účtuje 10 liber za kg vodíku…. Tedy výrazně vyšší než cena benzínu. Ale neříká to celý příběh. V každém z nejnovějších vozů s palivovými články vám 1 kg vodíku umožní ujet 97 – 100 km. Chcete-li ujet stejnou vzdálenost v benzínovém autě, musíte utratit přibližně 5.30 GBP. Takže ano, vodík je stále dražší varianta, ale věci se mění. Společnost ITM Power předpověděla snížení ceny na 7 liber za kg, jak se bude infrastruktura v nadcházejících letech rozvíjet. A to by to nechalo zaklepat na dveře svého vysoce znečišťujícího a neobnovitelného bratrance. Auta mohou být prozatím drahá (Toyota byla uváděna na 61,500 XNUMX GBP), ale toto je rozhodně oblast, kterou je třeba sledovat.
Toyota Mirai ujela více než 1,000 XNUMX kilometrů na jednu palivovou nádrž, čímž překonala dosavadní úspěchy na dlouhé vzdálenosti pro vozidlo s vodíkovými palivovými články.
Cesta, která se uskutečnila ve Francii během Paris de l’hydrogène – výstavy o vodíku a obnovitelných energiích – začala v Orly a pokryla 1,003 XNUMX kilometrů veřejných komunikací v oblastech Loir-et-Cher a Indre-et-Loire se vzdáleností a spotřeba paliva ověřená nezávislým úřadem.
Jako palivo pro Mirai byl použit zelený vodík a celková spotřeba byla naměřena na 0.55 kg/100 km. Po dokončení výzvy byla Mirai do pěti minut natankována.
Nový Mirai, elektromobil od Toyoty s palivovými články, nabízí o 30 procent větší dojezd, lepší jízdní výkon, lepší spotřebu paliva a cenovku téměř o 25 procent nižší než jeho předchůdce.
Zvýšená účinnost systému palivových článků ve spojení se zvýšením kapacity vodíku o 1 kg dává Mirai certifikovaný dojezd přibližně 650 kilometrů (400 mil) za normálních jízdních podmínek. Zatímco hranici 1,000 kilometrů překonali řidiči Toyoty, kteří si osvojili ekonomický styl jízdy, nebyly použity žádné techniky, které by nebylo možné napodobit v každodenním řízení.
Frank Marotte, generální ředitel společnosti Toyota France, o tomto úspěchu uvažuje: „Je to úžasný výsledek, kterého jsme dosáhli s novým Mirai. Takový, který ztělesňuje myšlení Toyoty Start your Impossible, tedy překračování vlastních limitů. To nás pohání a dnes jsme to znovu dokázali. Rád bych poděkoval týmům Toyota France a Toyota Europe a také Victorien z Energy Observer, se kterými sdílíme stejnou vizi a stejné ambice. Právě prostřednictvím silných partnerství budeme schopni přispět k lepší a ekologičtější společnosti.“
Čtyři řidiči dokončili jízdu, včetně Victoriena Erussarda, zakladatele a kapitána Energy Observer – soběstačné lodi s nulovými emisemi, která využívá zásobník palivových článků Toyota.
Kromě toho, že provozuje plavidlo kolem světa, je Energy Observer společností, která kombinuje expedice s výzkumem udržitelných energetických řešení. Nedávno představila výstavní vesnici věnovanou obnovitelným energiím a vodíku v Paříži.
Během této akce byla Eiffelova věž osvětlena pomocí zeleného vodíku, a to díky vodíkovému generátoru GEH2® vyvinutému start-up organizací EODev, jejímž je Toyota akcionářem.
Victorien Erussad, zakladatel a kapitán Energy Observer (výše), byl rozsahem této výzvy nadšen: „Jsem velmi šťastný, že jsem tuto výzvu 1,000 kilometrů za volantem nového Mirai přijal. Toyota byla vždy v popředí vodíkových inovací a naše spolupráce je rok od roku silnější. Jako bývalý závodník na otevřeném oceánu musím přijímat výzvy a vřele děkuji Franku Marotteovi a jeho týmům za to, že mě vzali na toto dobrodružství s nulovými emisemi a ukázali, že nic není nemožné a že vodíková mobilita je tu dnes!“
James Olden, inženýr z Toyota Motor Europe, Maxime le Hir, produktový manažer Mirai a Marie Gadd, PR manažerka Toyota France, byli dalšími třemi jezdci, kteří dokončili jízdu.
