Ogniwa wodorowe – dobra alternatywa dla napędu elektrycznego?
Woda, powszechnie stosowana w charakterze napoju, może być również kluczowym elementem przyszłości motoryzacji. Ogniwa wodorowe, które wykorzystują wodór do produkcji energii elektrycznej, stanowią fascynującą alternatywę dla silników elektrycznych. Czy jednak naprawdę są one odpowiedzią na nasze problemy z emisją spalin do atmosfery i kurczącymi się zasobami energetycznymi, czy może to tylko kolejny chwilowy trend?
Ogniwa wodorowe są nam znane od lat
Przede wszystkim, warto podkreślić, że ogniwa wodorowe nie są nowym wynalazkiem. Pomysł na ich wykorzystanie w pojazdach jest rozwijany od kilku dziesięcioleci. Jednak dopiero teraz, w obliczu pilnej potrzeby ograniczenia emisji CO2 i postępującego zanieczyszczenia powietrza, wodór zyskuje na znaczeniu. Ogniwa wodorowe mają potencjał, który trudno zignorować, szczególnie w przypadku ciężkich pojazdów komercyjnych, takich jak ciężarówki czy autobusy, gdzie duży zasięg i szybkie tankowanie są kluczowe.
Zalety ogniw wodorowych
Jednym z głównych argumentów przemawiających za ogniwami wodorowymi jest ich neutralny wpływ na środowisko. Pojazdy zasilane wodorem emitują wyłącznie wodę i parę wodną, co stanowi ogromną korzyść dla naszej planety. W porównaniu do silników spalinowych i nawet silników elektrycznych, które czerpią energię z mniej ekologicznych źródeł, ogniwa wodorowe są bardziej przyjazne dla klimatu.
Kolejną zaletą jest szybkie tankowanie. W przeciwieństwie do długiego ładowania baterii elektrycznych, tankowanie wodoru trwa zaledwie kilka minut, co oznacza, że kierowcy nie muszą zmieniać swojego nawyku korzystania z pojazdów. To kluczowe, zwłaszcza w przypadku floty komercyjnej, gdzie czas to pieniądz. Z tego też względu technologie związane z ogniwami wodorowymi są projektowane głównie z myślą o zastosowaniu w przypadku autobusów, ciężarówek, pojazdów budowlanych i rolniczych.
Są też kontrowersje
Jednak ogniwa wodorowe nie są pozbawione wad. Pierwszą z nich jest koszt produkcji wodoru. Obecnie większość wodoru produkowana jest z gazów kopalnych, co niestety ma negatywny wpływ na środowisko naturalne, ponieważ podczas pozyskiwania surowca dochodzi do zwiększenia emisji CO2. Pojawia się więc konieczność opracowania zrównoważonych metod produkcji wodoru, co może stanowić nie lada wyzwanie.
Dodatkowo, infrastruktura do produkcji, przechowywania i dystrybucji wodoru jest ograniczona w porównaniu z ładowarkami dla pojazdów elektrycznych. Pojawia się więc kolejne wyzwanie – konieczność rozbudowania sieci stacji, na których można by tankować to bezemisyjne paliwo. Na pewno początkowo trudno byłoby konkurować z obecną infrastrukturą ładowania (która chociażby w Polsce nadal nie powala na kolana).
Warto również pamiętać, że rozwój technologii baterii do pojazdów elektrycznych postępuje szybko, co sprawia, że są one coraz bardziej atrakcyjne. Nowe generacje baterii zapewniają większy zasięg, krótszy czas ładowania i niższe koszty eksploatacji. To sprawia, że wybór między wodorem a elektrycznością staje się bardziej złożony.
Przykładowe pojazdy wykorzystujące ogniwa wodorowe
Ogniwa wodorowe są stosowane jako źródło energii zwłaszcza w celu napędzania pojazdów z silnikami elektrycznymi wykorzystującymi ogniwa paliwowe do generowania energii elektrycznej (FCEV – Fuel Cell Electric Vehicles). Oto kilka przykładów pojazdów, które wykorzystują technologię ogniw wodorowych:
- Toyota Mirai jest jednym z pierwszych komercyjnie dostępnych samochodów z ogniwami wodorowymi. To osobowy sedan, korzystający z technologii FCEV, wykorzystujący pozyskiwany prąd elektryczny do zasilania silnika elektrycznego. Mirai jest dostępny na rynku od 2014 roku.
- Hyundai Nexo to kolejny przykład samochodu osobowego bazującego na ogniwach wodorowych. Ten crossover oferuje zerową emisję spalin i spory zasięg. Jest dostępny na rynku od 2018 roku.
- Honda Clarity Fuel Cell to trzeci pojazd osobowy z napędem na wodór dostępny w USA. Oferuje przestronne wnętrze i spory zasięg. Nie emituje też do atmosfery szkodliwych substancji.
- Mercedes-Benz GLC F-CELL. Mercedes-Benz wprowadził model GLC F-CELL, który łączy ogniwowe ogniwa paliwowe z akumulatorami litowo-jonowymi, co pozwala na wydłużenie zasięgu.
- Pociągi z napędem wodorowym: Poza samochodami, technologia ogniw wodorowych jest również wykorzystywana do napędu pociągów. Przykłady to pociągi z napędem wodorowym produkowane przez firmy takie jak Alstom i Siemens.
- Autobusy z napędem wodorowym: W niektórych miastach na całym świecie funkcjonują autobusy z napędem wodorowym, które są ekologiczne i ciche. Przykładem może być autobus Hyundai ix25.
Powyższe przykłady pokazują różnorodność zastosowań ogniw wodorowych w różnych rodzajach pojazdów, od samochodów osobowych po pociągi i autobusy. Ogniwa wodorowe mają potencjał do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla i zanieczyszczeń powietrza, ale konieczny jest jeszcze ogrom prac nad rozwijaniem zarówno samych technologii z nimi związanych, jak i całej infrastruktury.
Podsumowując…
Ogniwa wodorowe to ciekawa alternatywa dla silników elektrycznych, zwłaszcza w przypadku niektórych zastosowań, takich jak pojazdy komercyjne. Jednak wciąż muszą zmierzyć się z wyzwaniami związanymi z kosztami produkcji wodoru i infrastrukturą. Przyszłość motoryzacji prawdopodobnie będzie mieszanką różnych technologii, w tym zarówno ogniw wodorowych, jak i silników elektrycznych, dostosowanych do konkretnej roli i potrzeb użytkowników. Ostatecznie to konkurencja między tymi technologiami może przynieść największe korzyści dla środowiska i konsumentów.
Czytaj też: Amerykańska motoryzacja – dlaczego budzi tyle emocji?
Grafika tytułowa: Toyota (na zdjęciu Toyota Mirai)
