Napęd elektryczny?

- Panie doktorze, silniki spalinowe: benzynowe i diesle są coraz bardziej wyrafinowane, spalają mało paliwa, ich spaliny są mało toksyczne. Wygląda na to, że przez wiele, wiele lat będą optymalnym źródłem napędu. Czy w tej sytuacji jakąkolwiek przyszłość w motoryzacji mają silniki elektryczne?

- Może to pana zdziwi, ale silniki spalinowe są jednymi z najgorszych pod względem sprawności jednostek napędowych stosowanych w samochodach. Ale... Na dziś nic lepszego nie mamy do dyspozycji, więc musimy korzystać z tego co jest. Dlaczego tak surowo oceniam silniki spalinowe? Bo mają niską sprawność. W silnikach benzynowych sprawność wynosi 30-35 procent, w dieslach 40-45 proc. Czyli wykorzystujemy tylko jedną trzecią, maksimum trochę mniej niż połowę energii uzyskanej ze spalenia paliwa. Nie jest to wynik imponujący. Znacznie więcej udało się uzyskać w sprawie czystości spalin. Mimo coraz bardziej wyśrubowanych norm czystości spalin silniki spalinowe spełniają je bez trudu. Ale konstruktorom nie udało się zwiększyć sprawności. - Dlaczego? - Problem tkwi w spalaniu. W silnikach spalinowych spalanie nigdy nie jest całkowite. Teoretycznie byłoby to możliwe wtedy, gdyby następował jednoczesny zapłon mieszanki w całej jej objętości. Ale w silniku benzynowym płomień rozchodzi się od jednego punktu - od świecy. W dieslu także nie ma zapłonu w całej objętości. Poza tym silniki spalinowe muszą być chłodzone. A to odbiera znaczną część - ok. 30 proc. - energii uzyskanej ze spalenia paliwa. - A czy nie można wyeliminować chłodzenia, stosując do budowy silników materiały odporne na wysokie temperatury? - Nie można, temperatura w czasie pracy silnika jest bardzo wysoka, dla przykładu podam, że zawory ssące rozgrzewają się do 200 stopni Celsjusza, a wydechowe do 800 stopni. Były wprawdzie próby zbudowania silnika z materiałów ceramicznych, które mogą pracować w wysokich temperaturach bez potrzeby chłodzenia, ale cena takiego silnika byłaby bardzo wysoka. - Czy zatem jesteśmy skazani wyłącznie na te niedoskonałe silniki spalinowe? - W dużej mierze tak. Ale nie stawiałbym krzyżyka na silnikach elektrycznych. One mają wiele zalet: nie emitują szkodliwych substancji, rozwijają od razu pełną moc, ale mają też poważną wadę - źródło zasilania. Baterie ołowiowe są ciężkie, mało wydajne, wystarczają na przejechanie krótkiego dystansu, trzeba je długo ładować, a poza tym zajmują dużo miejsca. Tak więc akumulatory to przysłowiowa pięta Achillesa napędu elektrycznego. Jak zlikwidować tę wadę? Skoro nie można znacząco poprawić źródła prądu, to należy wytworzyć go w samochodzie. Temu służą ogniwa paliwowe. To najnowszy wynalazek, który za kilka lat zrewolucjonizuje napęd aut, pozwoli w znacznym stopniu zastąpić silniki spalinowe elektrycznymi. Energia elektryczna powstaje w ogniwie w wyniku reakcji wodorowej. Efektem tej reakcji jest napięcie elektryczne, a produktem ubocznym wyłącznie para wodna. A więc idealna sytuacja z punktu widzenia ekologii. Nad ogniwami paliwowymi pracuje teraz kilka wielkich firm motoryzacyjnych, auta seryjnie wyposażone w ogniwa mają pojawić się w sprzedaży około 2007 roku.