Nad napędem wodorowym pracowały od ponad 20 lat wszystkie liczące się firmy samochodowe. Na przełomie XX i XXI wieku nie było salonu samochodowego, na którym nie eksponowano by prototypowych pojazdów mających pod maską ogniwa paliwowe zasilane wodorem zamiast silnika spalinowego.
Ba, organizowano nawet pokazy prasowe i jazdy testowe autami z napędem wodorowym – sam miałem okazję jeździć takim samochodem (Toyotą) kilkanaście lat temu, przy okazji wizyty na salonie w Tokio.
Ogniwa paliwowe - którzy producenci próbowali
Podobne pokazy organizował Mercedes – z klasą A, Ford – z Focusem, Mitsubishi, Honda, GM i wiele innych firm.
Wszystko to było jednak w fazie prototypowej, badawczej i nikt nie potrafił precyzyjnie powiedzieć kiedy i za ile pojawi się seryjny samochód na ogniwa paliwowe.
Entuzjaści nowinek technicznych przepowiadali, że już w pierwszych latach XXI wieku na rynku pojawi się mnóstwo aut z napędem wodorowym, a koncerny paliwowe zaczną masowo bankrutować. Niestety, to były mrzonki.
Ogniwa paliwowe - problemy
Okazało się bowiem, że od prototypu za miliony dolarów czy euro do seryjnego samochodu droga jest bardzo, bardzo daleka. Podstawowym problemem okazało się bezpieczne magazynowanie wodoru.
Nie wdając się w chemiczne i techniczne zawiłości, wystarczy powiedzieć, że wodór mający najmniejszą liczbę atomową 1 ma zdolność przenikania przez metalowe ścianki butli. Należało więc wymyślić takie materiały, które uszczelnią butle ze sprężonym do kilkuset atmosfer wodorem.
Kolejny problem, z jakim musiano sobie poradzić to wielkość ogniwa paliwowego i jego koszt. Samo ogniwo, w którym wodór zamieniany jest na elektryczność, ciepło i parę wodną jest wynalazkiem... bardzo starym – powstało bowiem w 1839 roku.
Ale dopiero w latach 60. XX wieku zastosowano ogniwa paliwowe jako źródło prądu i wody – w kosmonautyce, w programach Gemini i Apollo. Te kosmiczne ogniwa były jednak piekielnie drogie – nikomu to jednak nie przeszkadzało. W sytuacji, gdy program kosmiczny kosztował setki miliardów dolarów ogniwo za milion było do zaakceptowania. Do zastosowań w motoryzacji ta sama cena była już absurdalnie wysoka.
Ogniwa paliwowe - Toyota na czele
Wreszcie Toyocie, jako pierwszej firmire motoryzacyjnej udało się opracować w miarę tanie ogniwa paliwowe zasilane wodorem i zbiorniki na wodór, które wytrzymują ciśnienie do 700 atmosfer i są bezpieczne nawet podczas kolizji „wodorowego" samochodu.
I ogniwa paliwowe i zbiorniki są opatentowane przez Toyotę. Firmy, które będą chciały wprowadzać seryjne pojazdy z ogniwami paliwowymi będą musiały albo kupić licencję albo wydać kolejne miliony dolarów na opracowanie własnych rozwiązań.
Ogniwa paliwowe - zalety
Przede wszystkim pojazdy z tym rodzjem napędu są w 100 proc. ekologiczne – efektem pracy ogniwa paliwowego jest bowiem prąd, ciepło i woda, która w postaci pary wodnej wydostaje się „rurą wydechową".
Pojazdy na ogniwa paliwowe napędzane są silnikami elektrycznymi – mają one znacznie prostszą budowę niż silniki spalinowe. Silnik elektryczny praktycznie nie psuje się, nie zużywa, jest poza tym cichy podczas pracy i osiąga maksymalny moment obrotowy już od najniższych obrotów (w spalinowym moc wzrasta wraz z obrotami).
W pojazdach z napędem elektrycznym jest znacznie mniej części i podzespołów niż w tradycyjnych z silnikami spalinowymi – nie ma więc sprzęgła, skrzyni biegów, rozrusznika, drogiego osprzętu silnika. Taki pojazd psuje się rzadziej i ma znacznie dłuższy okres eksploatacji niż tradycyjne samochody.
W autach z napędem elektrycznym łatwiej wprowadzić rozmaite systemy elektroniczne, np. każde koło może mieć niezależny napęd od „swojego" silnika elektrycznego.
Ogniwa paliwowe - brak stacji ładowania
Pierwsza seryjna „wodorowa" Toyota Mirai na razie nie stanie się samochodem masowym – w Europie Toyota chce sprzedać w latach 2015 i 2016 po ok. 100 aut rocznie. Barierą jest bardzo rzadka sieć stacji tankowania wodoru.
Ale w Japonii sprzedaż Mirai będzie znacznie większa – sytuacja przypomina tę z 1997 roku, kiedy pojawiła się pierwsza seryjna Toyota hybrydowa – Prius.
Początkowo auto traktowano nieufnie, a teraz jest to jeden z najbardziej popularnych samochodow hybrydowych, który na całym świecie znalazł kilka milionów klientów.