- Silnik spalinowy wydaje się idealny do spalania wodoru, jednak ma kilka problemów, które trapią go od początku jego istnienia
- Silnik elektryczny napędzany wodorem lepiej wykorzystuje wodór do napędu, co przekłada się na mniejsze zużycie, jednak nie znaczy to, że jest rozwiązaniem idealnym
- Małe samochody mogą stosować spalinowe silniki wodorowe, bo cały układ ogniw paliwowych jest do nich po prostu zbyt duży
- Producenci pracują już nad wodorowymi silnikami spalinowymi, a niektóre są już w produkcji
- Więcej takich tekstów znajdziesz na stronie głównej Onetu
Silniki spalinowe miały być idealnym rozwiązaniem dla transportu i tak uważano przez wiele lat. Okazało się jednak, że trują one powietrze, a problem jest tak duży, że potrzeba szybkich zmian. Przez to świat niejako zachłysnął się samochodami elektrycznymi, które są napędzane z energii zmagazynowanej w baterii, jednak to drogie rozwiązanie, które wymaga od właściciela kompromisów. A gdyby tak po prostu przystosować silnik tłokowy do spalania wodoru? To możliwe, jednak nie takie proste, a wodór idealnie się sprawdza także przy napędzaniu silników elektrycznych.
Silnik spalinowy ma kilka wad
Jednym z problemów jest sama konstrukcja silnika spalinowego, a raczej jego zasada działania. W silniku tłokowym około 30 proc. energii paliwa jest wykorzystywane do napędzania tłoka. Zapytacie, gdzie idzie reszta? W gwizdek. Z powodu spalania mieszanki paliwowo-powietrznej większość energii zamieniana jest w ciepło, którego w dużym stopniu musimy się pozbyć, aby taki motor się nie zepsuł. Proporcje wykorzystania energii są nieco inne w silniku o zapłonie samoczynnym (diesel) i iskrowym (benzyna). W tym pierwszym więcej energii wykorzystywane jest do napędzania silnika i to dlatego silniki diesla dłużej się nagrzewają. To, co zimą może być wadą, w rzeczywistości jest na korzyść tego rodzaju zasilania, ponieważ diesle są po prostu bardziej wydajne.
Powyższa wada kieruje nas od razu do drugiej, związanej z samym paliwem, czyli do jego gęstości energetycznej. Ten parametr dla oleju napędowego wynosi 11 kWh/l, dla benzyny 10 kWh/l, a dla wodoru... około 2-3 kWh/l. To bezpośrednio powoduje, że silnik spalinowy musi spalić czystego paliwa sporo więcej niż paliw kopalnych, co powoduje albo niski zasięg, albo wielki zbiornik paliwa, który dodatkowo musi być dosłownie pancerny.
Silnik spalinowy zawsze będzie trochę zanieczyszczał
Sporą wadą jest też to, że silnik spalinowy nigdy nie będzie w 100 proc. ekologiczny. To także związane jest z jego konstrukcją, bowiem znane nam motory muszą być smarowane olejem, przez to zawsze będą go trochę spalały. Nie ma innej możliwości. Ponadto, ponieważ powietrze składa się w 78 proc. z azotu, nie możemy uniknąć wytwarzania się tlenków azotu (NOx), które są podstawą niechęci do silników diesla. Trzeba będzie więc cały czas używać filtrów, które je niwelują. Na szczęście takie filtry leżą już na półkach sklepowych.
Silnik elektryczny lepiej wykorzystuje wodór
W przypadku silnika elektrycznego nie ma takich problemów, ponadto więcej energii jest wykorzystywane do napędzania pojazdu, a jej część może być odzyskiwana podczas hamowania. Nie jest jednak tak, że w każdym aspekcie ogniwa paliwowe są lepsze.
Cały układ wymaga większej ilości elementów, w tym akumulatora (wielkości podobnej do takiego z hybrydy). Cały czas więc potrzebne są do produkcji takiego auta metale ziem rzadkich. Może się też okazać, że takie auto jest cięższe od analogicznego, ale z konwencjonalnym silnikiem, przez co różnica w zużyciu wodoru nie musi być aż tak duża.
Jest jeszcze jedna istotna wada ogniw paliwowych — cały układ nie mieści się do małych samochodów ze względu na jego rozbudowanie. To powoduje, że miejskie samochody mogą być albo napędzane z baterii trakcyjnych, albo silnikami spalinowymi.
Do końca silników spalinowych jest jeszcze daleko
Dlatego właśnie nie czas stawiać krzyżyka na silnikach tłokowych. Toyota pracuje nad silnikiem spalinowym napędzanym wodorem, co więcej ma już pewne sukcesy w tym aspekcie. Japończycy testują tę technologię na torach, podczas wyścigów. Udało się już ukończyć kilka z nich, a technologia cały czas jest udoskonalana. Na razie pracują na trzycylindrowym silniku 1.6 znanym z GR Yarisa, którego wersję wodorową umieścili już w Corolli i właśnie Yarisie.
Ponadto niemiecka firma Deutz wprowadza do produkcji 6-cylindowy silnik spalający wodór, który ma spełniać wszystkie stawiane przez Unię Europejską kryteria dotyczące zerowej emisji CO2.
Silników spalinowych na świecie jest tak dużo, że tak naprawdę jedynym sposobem na szybkie ograniczenie emisji dwutlenku węgla jest właśnie konwersja dzisiejszych samochodów na zasilanie wodorem. To na pewno dużo tańszy sposób niż zmuszenie wszystkich do porzucenia swoich starych aut na rzecz elektryków, które nie oferują takiej wygody jak auta, którymi poruszamy się teraz.
Może być więc tak, że nasze wnuki jeszcze będą miały okazję posłuchać bulgotu silnika V8 i ekscytować się ich działaniem. Silnik spalinowy, choć stary, cały czas ma przyszłość.