Vodíkové autá sú budúcnosťou automobilového priemyslu. Ako fungujú vodíkové autá ako Toyota Mirai a BMW X5?

Vodíkové autá zatiaľ na trhu nezastávajú silné postavenie. Len málo výrobcov sa rozhodne sústrediť výlučne na vývoj tejto technológie. Stále sa pracuje najmä na elektromotoroch a menej znečisťujúcich spaľovacích alebo hybridných motoroch. Napriek veľkej konkurencii sú autá na vodík kuriozitou. Čo sa o nich oplatí vedieť?

Ako funguje vodíková energia?

Najväčšou výhodou vozidiel na vodíkový pohon je ich šetrnosť k životnému prostrediu. Tu je vhodné poznamenať, že na to, aby sme ich mohli takto definovať, je potrebné rešpektovať zásady ochrany životného prostredia aj vo výrobnom procese. 

Autá na vodíkový pohon fungujú tak, že vyrábajú elektrinu potrebnú na pohyb vozidla. Je to možné vďaka inštalovaným palivovým článkom s vodíkovou nádržou, ktorá vyrába elektrinu. Elektrická batéria funguje ako vyrovnávacia pamäť. Jeho prítomnosť v celom motorovom systéme vozidla je nevyhnutná napríklad pri akcelerácii. Dokáže tiež absorbovať a ukladať kinetickú energiu pri brzdení. 

Proces, ktorý prebieha vo vodíkovom motore 

Oplatí sa zistiť aj to, čo sa presne deje vo vodíkovom motore samotného vozidla. Palivový článok vyrába elektrinu z vodíka. Je to spôsobené reverznou elektrolýzou. Samotná reakcia spočíva v tom, že vodík a kyslík vo vzduchu interagujú a vytvárajú vodu. To vytvára teplo a elektrinu na pohon elektromotora.

Palivové články vo vodíkových autách

PEM palivové články sa používajú vo vozidlách poháňaných vodíkom. Je to polymérna elektrolytická membrána, ktorá oddeľuje vodík a kyslík obklopujúci anódu a katódu. Membrána je priepustná iba pre vodíkové ióny. Zároveň sa na anóde rozdeľujú molekuly vodíka na ióny a elektróny. Vodíkové ióny potom prechádzajú cez EMF na katódu, kde sa spájajú so vzdušným kyslíkom. Tak vytvárajú vodu.

Na druhej strane vodíkové elektróny nemôžu prechádzať cez EMF. Preto prechádzajú cez drôt spájajúci anódu a katódu. Takto vzniká elektrina, ktorá dobíja trakčnú batériu a poháňa elektromotor auta.

čo je vodík?

Je považovaný za najjednoduchší, najstarší a zároveň najbežnejší prvok v celom vesmíre. Vodík nemá žiadnu špecifickú farbu ani vôňu. Zvyčajne je plynný a ľahší ako vzduch. V prírode sa vyskytuje len vo viazanej forme, napríklad vo vode.

Vodík ako palivo – odkiaľ sa získava?

Prvok H2 sa získava v procese elektrolýzy. Vyžaduje si to jednosmerný prúd a elektrolyt. Vďaka nim sa voda štiepi na samostatné zložky – vodík a kyslík. Na anóde sa tvorí samotný kyslík a na katóde vodík. H2 je často vedľajším produktom chemických procesov, syntézy zemného plynu alebo rafinácie ropy. Významnú časť dopytu po vodíku pokrývajú obnoviteľné zdroje energie.

Vodík z obnoviteľných zdrojov – ktoré suroviny patria do tejto skupiny?

Je potrebné objasniť, ktoré konkrétne materiály možno nazvať obnoviteľnými surovinami. Aby boli vozidlá na vodík a palivové články udržateľné, palivo musí pochádzať zo zdrojov, ako sú:

• fotovoltaika;
• veterná energia;
• vodná energia;
• solárna energia;
• geotermálnej energie;
• biomasa.

Vodíkové autá – Toyota Mirai

Toyota Mirai 2022, rovnako ako 2021, je jedným z najčastejšie volených modelov zákazníkov. Mirai má dojazd až 555 km a elektromotor s výkonom 134 kW umiestnený v zadnej časti auta. Energiu generujú palubné palivové články umiestnené pod prednou kapotou vozidla. Vodík sa využíva ako primárna energia a skladuje sa v nádržiach v takzvanom kardanovom tuneli pod zadnými sedadlami. Nádrže obsahujú 5,6 kg vodíka pri 700 baroch. Výhodou je aj dizajn Toyoty Mirai – dizajn auta nie je futuristický, ale klasický.

Mirai zrýchli na 100 km/h za 9,2 sekundy a dosahuje maximálnu rýchlosť 175 km/h.. Toyota Mirai poskytuje konzistentný výkon a veľmi dobre reaguje na pohyby vodiča – zrýchľovanie aj brzdenie.

Vodíkové BMW X5 - auto, ktoré stojí za pozornosť

Rad vozidiel s vodíkovým pohonom zahŕňa aj SUV. Jedným z nich je BMW X5 Hydrogen. Model sa svojim dizajnom nelíši od svojich náprotivkov pece z rovnakej série. Líšiť sa môžu len svetelné panely či dizajn ráfikov, nejde však o nápadné nezrovnalosti. Produkt bavorskej značky má dve nádrže schopné uskladniť až 6 kg plynu, ako aj palivové články s kapacitou až 170 koní. Zaujímavosťou je, že BMW spojilo svoje sily s Toyotou. Model X5 na vodíkový pohon je vyvinutý pomocou rovnakej technológie ako autá ázijského výrobcu Hydrogen NEXT. 

Sú vodíkové autá skutočne zelené?

Hlavnou výhodou vodíkových áut je, že sú šetrné k životnému prostrediu. Či je to však skutočne tak, závisí vo veľkej miere od spôsobu výroby vodíka. V čase, keď je hlavným spôsobom získavania paliva výroba pomocou zemného plynu, elektrina, ktorá je sama o sebe šetrná k životnému prostrediu a bez emisií, neznižuje všetko znečistenie, ktoré vzniká pri výrobe vodíka. Aj po dlhšom používaní auta. Vodíkové auto možno nazvať úplne zeleným, ak energia potrebná na jeho prevádzku pochádza výlučne z obnoviteľných zdrojov. Vozidlo je zároveň úplne bezpečné pre životné prostredie. 

Vodíkové autá - zhrnutie

Elektrické vozidlá majú stále väčší dojazd a je s nimi tiež veľa zábavy. Problémom však môže byť tankovanie elektromobilov. Autá s takýmto pohonom sa výborne osvedčia v okolí veľkých miest, ako je napríklad Varšava.Vodíkových čerpacích staníc je u nás stále málo, do roku 2030 by sa to však malo zmeniť, keď sa počet staníc podľa Orlena zvýši na viac ako 100.