Az alternatív hajtásmódú járművek piacán jelenleg a hibrid a sztár, de nagy jövőt várnak az üzemanyagcellától is. Évente több cellás tanulmányt is bemutatnak a gyártók, ám a szériaérettséget évek múlva látják megvalósulni. A problémák most is az üzemanyag, jelen esetben a hidrogén körül keletkeznek.

Egy kiló hidrogén százon - beszámoló az alternatív hajtású autók párizsi seregszemléjéről

A technikai fejlesztések eredményei csak akkor érik meg a felnőttkort, ha át tudnak evickélni a költséghatékonyság ingoványán. A szépreményű találmányok fiókokban porosodnak, ha korukat megelőzve alig, vagy semennyire sem kidolgozott háttériparral rendelkeznek, így alapvető feltételek hiányoznak kiteljesedésükhöz.

Jó példa erre az üzemanyagcella, amelyet lassan évtizedek óta igyekszenek szériaéretté fejleszteni, elsősorban az autógyártók. Érthető, hiszen az őket is érintő energiaiparból hatalmas szelet magasodik termékeik mögött.

A jövő energiaforrásainak kifejlesztése során azonban az üzemanyagcella szüli a legtöbb megoldandó problémát. Jelzi ezt, hogy a prototípusok egyre csak követik egymást, a tervezett sorozatgyártás viszont mindig az aktuális autószalon után néhány évvel "fog beindulni".

A üzemanyagcella működését már 1830-ban leírta Sir William Robert Grove. Az Apollo és a Gemini űrhajósai üzemanyagcella által termelt energiát használtak, és a folyamat melléktermékeként jelentkező vizet itták.

A cella üzemanyaga a hidrogén. Az üzemanyagcellában a hidrogén és oxigén reakciója során elektromos áram és víz termelődik. Az energiát elektromotorok táplálására, az autó meghajtására, valamint elektromos rendszereinek működtetésére lehet használni, a vízgőz egyszerűen kipufog, nulla emissziótól kísérve, így teljesítve az egyik fő célt, a környezet kímélését, olcsó és környezetbarát energiaforrások felhasználása révén.

Egy cella nem cella! Többet összekapcsolva kapjuk magát az üzemanyagcella-telepet. Minden egyes cellában katalizátoranyaggal bevont polimer membrán választja el egymástól a két elektródát, az anódot és a katódot, egyikhez a hidrogént, másikhoz az oxigént bocsátják.

Az anódhoz bevezetett hidrogéngáz a platina katalizátor hatására pozitív hidrogénionokra (protonokra) bomlik szét, miközben elektronokat ad le.

Ezután képesek a protonok a membránon át a katódhoz áramlani, hogy az ide vezetett levegő oxigénjével egyesüljenek, víz- és hőfejlődés közepette.

Az elektronokat elektromos áramként elvezetik a villanymotorok meghajtására. Egy cella 0,7-0,9 voltos feszültséget kelt, személyautónál több százat sorba kapcsolva kapjuk az üzemanyagcella-telepet. A hidrogént egy fedélzeti átalakító rendszer (reformer) a betankolt szénhidrogénből állítja elő a cella számára, vagy az autó a tartályában eleve hidrogént szállít.



Egyszerűnek tűnik, ám amint kiejtjük a varázsszót: "hidrogén", máris a közepébe csaptunk. A hidrogén előállítása ugyanis ma minden, csak nem olcsó és nem környezetbarát. Igen, elő kell állítani, mert ez a gáz abban az elemi formájában, ahogyan üzemanyagként használják, nem található meg a természetben, vagyis más vegyületekből kell előállítani. Hidrogént nyerhetünk szénhidrogénekből, akár benzinből és gázolajból is. Hagyományos előállítása azonban környezetszennyező, pedig a szénhidrogén alapú energiatermelést visszaszorítani, és nem növelni kellene.

Az igazi nulla emissziót az jelenti, ha az üzemanyag megtermelésétől a felhasználási folyamat végeztéig nincs károsanyag-kibocsátás. Ebben az esetben a hidrogént víz bontásával kell előállítani, mégpedig "tiszta", vagyis megújuló szél-, nap-, víz-, vagy termikus energia használatával. Ez pedig nagyon drága, legalábbis ma még az.

Az előállítás után következik a hidrogén tárolásának, szállításának és tankolásának feladata. A fokozottan robbanásveszélyes hidrogént -253°C hőmérsékleten cseppfolyósítva, magas nyomással sűrítve tartják kordában. Ezek a feltételek személyautóban igen drágán, és csak speciális tartályokkal teljesíthetők, 1-3 százalékos párolgási veszteség mellett. A hidrogén, mint üzemanyag elterjedéséhez sűrű kúthálózatra is szükség van, ahol meg kell oldani a veszélytelen tankolás kérdését.

Forrás: [origo]

Szerencsénkre a gyártók rendületlenül fejlesztenek, ami a reményteljes áttörés ígéretét hordozza magában. A GM már 2000-ben előállt a Zafira alapjaira épített tüzelőanyag-cellás járművével, amelyet nem felejtett el, hiszen a meghajtást azóta by-wire, azaz vezetékes rendszerrel kombinálta, elhagyva a működtetés számos mechanikai elemét. A Ford a Focus, a Mazda a Premacy, a Nissan az X-Trail ruhájába rejtve mutatta be üzemanyagcellás technológiáját. Elkészült a Mazda RX-8 speciális változata, amely benzinnel és hidrogénnel egyaránt üzemeltethető, utóbbi esetben azonban az autó teljesítménye mintegy a felére esik vissza.

A BMW is elindult az úton, bár az ösvénye másfelé vezet: a 750 HL meghajtását belsőégésű motorra bízta, amely benzint és hidrogént is képes elégetni, ez utóbbinál zéró emisszió és kímélőbb motorüzem mellett, ám némi teljesítményt feláldozva a cél érdekében. Üzemanyagcellát csupán az elektromos rendszer energiaellátására építettek be.

A Honda bemutatta FCX nevű négyajtós tanulmányát, amely az üzemanyagcellás meghajtáson kívül újfajta, vezetést segítő elektronikai rendszereket is tartalmaz. A Toyota tizennégy éves fejlesztésének köszönhetően már húsz darab negyedik generációs üzemanyagcellás jármű rója a tesztkilométereket Japán és az USA közútjain. Bár a japán gyártó jelenleg a hibridre esküszik, lehet, hogy más irányú terveivel ugyanúgy meglepi majd a világot, mint annak idején a Prius esetében tette.

Az autóipar tehát, ha a vártnál lassabban is, de fejleszti az üzemanyagcellát, amely sorozatérett megoldásként más területeken szintén alkalmazható lesz. Csak győzzük kivárni.