Egyre több az elektromos hajtású autó az utakon, annak ellenére, hogy az ilyen járműveknek viszonylag kicsi a hatótávolsága és akár órákig tart feltölteni az akkumulátorokat. Vállalatunk üzemanyagcelláival azonban ez már nem jelenthet problémát, hiszen ebben az esetben elég hidrogénnel, néhány perc alatt feltankolni az autót, és már akár indulhatunk is.
Ki ne akarna egy olyan járművet, amely elektromos hajtású, ezért károsanyag-kibocsátás mentes, az akkumulátorai percek alatt feltölthetőek és akár 500 kilométert is megtehetünk vele tankolás nélkül? Valószínűleg a legtöbb járművezető szívesen használna ilyen autót, feltéve, ha megfizethető áron hozzá lehetne jutni. A Bosch és a PowerCell Sweden svéd startup közösen dolgozik egy ilyen megoldáson. Ennél is jobb hír azonban, hogy 2022-ben a tervek szerint megkezdődhet a mobil üzemanyagcellák sorozatgyártása, ezután pedig már széles tömegek számára elérhető és megfizethető lesz ez a technológia. Persze már most is használnak hasonló megoldást. Több személyautógyártó kínál ma is ilyen autókat, de például a Nikola közelmúltban bemutatott üzemanyagcellás vontatójában is hasonló egység dolgozik. Vállalatunk és svéd partnere most azt vizsgálja, hogyan lehet az üzemanyagcellák előállítási költségeit csökkenteni. A válasz pedig a sorozatgyártás beindítása lehet, nagy mennyiségben ugyanis már kifizetődőbb az üzemanyagcellák gyártása. A cél az, hogy minél jobban elterjedjen ez a praktikus és környezetbarát energiaforrás, a becslések szerint 2030-ig az elektromos járművek 20 százalékát már ilyen cellák hajtják majd világszerte.
Az üzemanyagcellák fejlesztése kapcsán nagy eredményeket értek el az elmúlt években a szakemberek
A tömítés a kényes pont
Persze mindezt nem könnyű megvalósítani, például azért, mert egy üzemanyagcella csak kevés energiát termel, ezért több ilyen cellát kell egymáshoz kapcsolni már egy személyautóban is és akkor nem is beszéltünk még a tehergépjárművekről, vagy az autóbuszokról. Egy személygépkocsiban 120 kilowatt teljesítmény eléréséhez megközelítőleg 400 üzemanyagcella összekapcsolására van szükség, így viszont a tömítések hossza elérheti az egy kilométert! Ez már csak azért is nagy kihívás, mert tökéletesen zárniuk kell, hiszen a hidrogénmolekulák nagyon kicsik és kis viszkozitásuk is okozhat problémát.
Vizet termelünk utazás közben
Ezzel a technológiai megoldással tulajdonképpen zöld energiát lehet előállítani, ráadásul úgy, hogy az akkumulátorok töltési ideje néhány percre csökken, hiszen elég a járművekben elhelyezett hidrogéntartályt feltankolni sűrített gázzal. Az üzemanyagcellákban ezt a hidrogént használják energia termelésére, ami annyira környezetbarát, hogy az egyetlen melléktermék, ami az utazás során keletkezik, a víz. Ha feltöltöttük a jármű hidrogéntartályát, már nem kell számolgatnunk, egy töltéssel hány kilométert tehetünk meg, hiszen egy kilogramm sűrített hidrogénnel egy személyautó 100 kilométert tud megtenni, ezért az üzemanyagcellás járművek hatótávolsága megközelíti majd a belső égésű motorokkal szerelt társaikét.
Néhány országban már évek óta futnak üzemanyagcellás személyautók, így a szakemberek már az üzemeltetési tapasztalatokkal is számolni tudnak
Nem csak járművekben lehet ez a megoldás
A mobil üzemanyagcellák mellett helyhez kötött, mini erőműként üzemelő változat is létezik. A SOFC-technológia szintén elektrokémiai reakciót használ az üzemanyagcellában, hogy a tüzelőanyagot, például a hidrogént elektromos energiává alakítsák. Az ilyen technológiával működő üzemanyagcellák felhasználásával jelentős mennyiségű energiát lehet előállítani helyben, rendkívül hatékonyan és gyakorlatilag károsanyag-kibocsátás nélkül. Ily módon különálló mini erőműveket lehet létrehozni, amelyek függetlenek a központosított, nagyobb rendszerektől. A Bosch arra törekszik, hogy ezt a technológiát minél szélesebb körben hozzáférhetővé tegye: azt szeretnénk elérni, hogy egy SOFC modul 10 kW villamos energiát termelésére legyen képes, a városi mini erőművekhez pedig az egymással könnyen összekapcsolható modulokból mindenhol annyit használhatnak fel, amennyire az adott helyen éppen szükség van.
A Bosch régóta kísérletezik a technológiával, személyautók mellett kis és nehéztehergépjárművekben, sőt ipari/lakossági felhasználásban is lát fantáziát a vállalat
Mi az az üzemanyagcella?
Az üzemanyagcella egy kémiai áramforrás, amelyben az áramtermelő folyamat valamilyen tüzelőanyag, jelen esetben a hidrogén oxidációja. Az üzemanyagcellában az elektrolízissel éppen ellentétes folyamat zajlik le: kémiai energiából elektromos energia keletkezik. A cella legtöbbször két elektródából, az anódból és a katódból áll, a köztük lévő anyag az elektrolit. Hatásfoka jelentősen nagyobb, mint a belsőégésű motoroké. A tüzelőanyag-elemek annyiban különböznek a galvánelemektől, hogy működésük közben az áramtermelő reakcióban résztvevő anyagokat folyamatosan táplálják be, a keletkező melléktermékeket – járművek esetében a vizet – pedig elvezetik, így, szemben a galvánelemekkel, nem „merülnek ki”. A hagyományos gépeknél sokkal nagyobb hatásfokkal képesek a kémiai energiát elektromos energiává alakítani (vagy fordítva), és ha hidrogént használnak üzemanyag gyanánt, akkor nincs károsanyag-kibocsátás sem.
