Zatímco se svět potýká s nejistou budoucností dopadů klimatických změn, dopravní průmysl se s těmito výzvami potýká přímo. S každým rokem přicházejí na řadu nová alternativní motorová řešení a my jsme o krok blíže k tomu, abychom se zbavili spalovacího motoru ve prospěch obnovitelnějších řešení.
Zatímco elektromobily jsou oblíbeným řešením motorů, vodíkové motory se rychle stávají populární alternativou, která vykazuje potenciál zejména pro dálková vozidla.
Obliba vodíku roste
Obliba vodíkového motoru v posledním desetiletí stále roste. Zejména snahy japonských automobilových společností, jako jsou Toyota a Hyundai, zdokonalily technologii vodíkových palivových článků a na silnice uvedly vozidla, která posouvají automobilovou technologii do budoucnosti a diverzifikují řešení obnovitelných zdrojů energie dostupná spotřebitelům.
Toyota je dlouhodobě považována za lídra v oblasti technologie vodíkových palivových článků a snaží se dosáhnout cíle nulových emisí u všech svých modelů vozidel do roku 2050. Očekává se, že vozidla s vodíkovými palivovými články v tomto směru budou hrát významnou roli, stejně jako jejich řada řešení pro elektromobily. Společnost však čelí výzvám, pokud jde o přesvědčení své spotřebitelské základny, aby přijala vodíkovou technologii, přičemž prodeje jejího hvězdného vodíkového modelu Mirai celosvětově klesají. V loňském roce se modelu Mirai prodalo celosvětově méně než 2 000 kusů, což je skutečně nízké číslo.
Nová inovace společnosti SwRI staví vodík do centra pozornosti
Přestože jsou řešení vodíkových palivových článků v automobilech některými členy vědecké komunity kritizována, mají významný potenciál pro těžké nákladní vozy na rozdíl od běžných osobních vozidel. Jedním z hlavních důvodů je kompromis mezi hmotností a dojezdem. Nákladní automobily s dlouhým dojezdem vyžadují k dosažení potřebného dojezdu velmi velké a těžké baterie, což by snížilo kapacitu nákladu a účinnost. Vodík má však mnohem vyšší hustotu energie, což umožňuje větší dojezd při nižší hmotnosti, a je tak ideální pro dálkovou přepravu velkých nákladů.
Jedním z inovátorů, kteří se řídí touto logikou, je Southwest Research Institute (SwRI). Společnost nedávno úspěšně dokončila stavbu svého vodíkového spalovacího motoru. Tento motor dokáže pohánět užitkové nákladní vozidlo bez emisí oxidu uhličitého, což je změna pro průmysl těžké nákladní dopravy po celém světě.
Společnost nyní přešla do druhé fáze svého vodíkového spalovacího motoru, která zahrnuje testování a zlepšování výkonu vozidla v reálných podmínkách. Cílem je ukázat, že tento vodíkový nákladní automobil není jen chladným prototypem, ale praktickým, spolehlivým a bezemisním řešením, které by se mohlo uplatnit v dnešní nákladní dopravě.
„Vždy se snažíme předvídat, kde se v budoucnu vyskytnou problémy, a vyvíjet řešení těchto vznikajících problémů, ať už ve vládním nebo komerčním sektoru,“ řekl Adam Hamilton, prezident a generální ředitel společnosti SwRI.
Jak fungují vodíkové motory s vnitřním spalováním
Vozidlo H2-ICE se může pochlubit točivým momentem 2 025 newtonmetrů (nm) s motorem o výkonu 370 koní. Účinnost motoru dosahuje maximální hodnoty 43 % a pohybuje se nad 40 %. Ve výfukových plynech byla zjištěna pouze stopová množství emisí uhlíku, tedy zhruba 1,5 gramu CO2 na hodinu výkonu (g/hp). Motor je poháněn kombinací vodíku, elektřiny a vody.
Palivové články využívají proces elektrolýzy ke štěpení atomů H2O (vody) na vodík a kyslík. Vodík se pak používá k pohonu elektromotoru vozidla, přičemž jediným vedlejším produktem je voda namísto škodlivých emisí uhlíku. Motor v podstatě funguje na základě chemické reakce vodíku a kyslíku, při níž vzniká elektřina, která pak pohání motor vozidla. Vodíkové motory se v posledním desetiletí ukazují jako stále slibnější a zdůrazňují význam rozmanitých řešení motorů pro dekarbonizaci planety a poskytují řešení pro odklon od spalovacích motorů a škodlivých fosilních paliv.
Výzvy a vyhlídky do budoucna
Navzdory slibným pokrokům čelí vodíková technologie několika výzvám. Infrastruktura pro tankování vodíku je stále omezená, což může bránit jejímu širokému rozšíření. Výroba vodíku, zejména elektrolýzou, navíc vyžaduje značný přísun energie, která musí pocházet z obnovitelných zdrojů, aby se skutečně minimalizoval dopad na životní prostředí.
Očekává se však, že pokračující výzkum a investice do vodíkové technologie tyto problémy vyřeší. Vlády a soukromý sektor si stále více uvědomují potenciál vodíku jako čistého zdroje energie, což vede k většímu financování a rozvoji vodíkové infrastruktury. Jak bude toto úsilí pokračovat, mohly by se motory poháněné vodíkem stát základním kamenem udržitelné dopravy, zejména v odvětvích, kde jsou bateriově-elektrická řešení méně proveditelná.