Na topie

Auto na wodór - jak to działa i czy ma to sens?

Autor:

Szef strefy Ciekawostki

więcej artykułów ze strefy:
Ciekawostki

Kategoria: Ciekawostki Motoryzacja Tematyka: Motoryzacja Producenci: Toyota

Czy wodorowe napędy są przyszłością motoryzacji?

Toyota Mirai wodór

AA

Jedni mówią, że elektryczne, drudzy, że hybrydowe, a jeszcze inni, że to wodorowe napędy są przyszłością motoryzacji. Podczas gdy samochody korzystające z dobrodziejstw dwóch pierwszych wynalazków szybko zyskują popularność, pierwsze seryjne auto na wodorowe ogniwa paliwowe dostępne jest na rynku dopiero od kilku miesięcy (i to wyłącznie japońskim, przynajmniej jeszcze przez tydzień lub dwa). Mowa tutaj o modelu Toyota Mirai. Podstawowa wiedza na temat działania takiego napędu nie jest jednak powszechnie znana. Nadszedł chyba najwyższy czas by to zmienić.

Silniki elektryczne mają mnóstwo zalet w stosunku do tych spalinowych: bardzo duży moment obrotowy, możliwość pracy w niezwykle szerokim zakresie obrotów, prostota i trwałość wynikająca z minimalnej liczby części ruchomych, łatwość i precyzja sterowania parametrami, niewielkie wymiary i masa czy wreszcie sprawność sięgająca 98 proc. (dla typowych silników spalinowych to zaledwie ok. 33 proc.). Jednostki te nie zdominowały jednak rynku z dwóch powodów. Pierwszy to cena. Drugi zaś, znacznie poważniejszy – brak autonomicznego źródła energii. Ogromne, bardzo pojemne akumulatory, mogące być ładowane z gniazdka elektrycznego, pozwalają na przejechaniu kilkuset kilometrów, ale potem musimy poświęcić co najmniej kilkadziesiąt minut na kolejne doładowanie. 

Toyota Mirai wygląd

Właśnie ten problem rozwiązywać mają wodorowe ogniwa paliwowe. Wytwarzają one prąd elektryczny – jest on bezpośrednim efektem reakcji paliwa z tlenem z powietrza, bez tłoków, cylindrów i innych ruchomych elementów. W silnikach rakietowych wodór spalany jest w temperaturze niemal 3 tysięcy stopni Celsjusza. W samochodzie to by nie przeszło, dlatego też w ogniwach paliwowych utlenianie zachodzi na zimno, z wykorzystaniem katalizatora. 

Galeria

Toyota Mirai schemat

W samochodzie Toyota Mirai zastosowano zestaw ogniw paliwowych z elektrolitem polimerowym – to zupełnie nowa konstrukcja o mocy 114 kW (155 koni mechanicznych). Waży on zaledwie 56 kg i ma objętość 37 dm3, dzięki czemu udało się go umieścić pod podłogą pojazdu. Tam też zamontowano dwa zbiorniki wodoru (przedni, o pojemności 60 litrów i tylny – 62,4 l). Zostały one wykonane z wielowarstwowego kompozytu i wytrzymują ciśnienie sięgające 70 MPa. Wewnętrzna nylonowa wyściółka zapewnia wymaganą szczelność, następna warstwa kompozytu o zbrojeniu z włókien węglowych daje wytrzymałość na ciśnienie, wreszcie zewnętrzna warstwa kompozytu o zbrojeniu z włókien szklanych gwarantuje odporność na uszkodzenia mechaniczne.

Konstruktorom Toyoty udało się osiągnąć gęstość mocy wynoszącą 3,1 kW/dm3. W celu poprawy wydajności systemu, między zestawem ogniw paliwowych a sterownikiem mocy zainstalowano elektroniczny przekształtnik, którego zadaniem jest podwyższanie napięcia do 650 woltów. Jego użycie umożliwiło zmniejszenie liczby ogniw paliwowych i obniżenie masy całego systemu. W chwilach największego zapotrzebowania na moc, czyli podczas gwałtownego przyspieszania (a Mirai potrafi rozpędzić się do 178 km/h), ogniwa paliwowe wspomagane są przez akumulator.

Toyota Mirai stacja

Wodorowe paliwo oznacza też czystość gazów wydechowych – z rury ulatnia się wyłącznie para wodna. Co więcej, wodór może być tutaj paliwem całkowicie odnawialnym. Ekolodzy są zwolennikami tego typu jednostek jeszcze z kilku innych powodów – brak konieczności zmieniania oleju silnikowego i pasków klinowych czy niższe zużycie okładzin hamulcowych poprzez hamowanie rekuperacyjne. Kolejnym plusem jest cicha praca (podobnie jak w przypadku typowych samochodów elektrycznych). Całości dopełnia możliwość przejechania 480 km na jednym tankowaniu, które ponadto trwa zaledwie 3 minuty. 

Źródło: Toyota, Complex, inf. własna

Odsłon: 9219 Skomentuj newsa
Komentarze

42

Udostępnij
  1. Torrez1
    Oceń komentarz:

    10    

    Opublikowano: 2015-06-24 22:23

    A do Malucha to wejdzie?

    Skomentuj

  2. Kenjiro
    Oceń komentarz:

    4    

    Opublikowano: 2015-06-24 22:36

    Kto pierwszy wprowadzi stację z tankowaniem wodoru?

    Skomentuj

    1. Kenjiro
      Oceń komentarz:

      7    

      Opublikowano: 2015-06-24 22:37

      PS. Oczywiście w Polsce... gdzie edycja komentarzy?

      Skomentuj

    2. lewiis252
      Oceń komentarz:

      8    

      Opublikowano: 2015-06-24 22:51

      W Polsce ? Zapewne dowiemy się już za kilkaset lat !!! :D

      Skomentuj

      1. Graifitifiz
        Oceń komentarz:

        9    

        Opublikowano: 2015-06-24 23:13

        Bo polski rząd nie chce zbędnie inwestować w coś na krótką metę (aby zbędnie nie wydawać pieniędzy podatników). Wolą poczekać na prawdziwą rewolucję! A teleportacja jest tuż tuż. Właśnie może nawet za kilkaset lat xD

        Skomentuj

        1. maqmba
          Oceń komentarz:

          -1    

          Opublikowano: 2015-06-25 14:50

          Tak masz rację dlatego planują wydać od 150 do 300 miliardów na jakże k.rwa przyszłościowe elektrownie atomowe.

          Skomentuj

          1. Spock
            Oceń komentarz:

            0    

            Opublikowano: 2015-06-26 11:15

            No tak zawsze można wydać te 300mln na elektrownie węglowe a potem drugie tyle na kary dla UE. Ewentualnie można zrezygnować z budowy nowych elektrowni i wrócić do jaskiń bo system energetyczny w tym jakże nowoczesnym kraju się rozpada :P

            Skomentuj

        2. bartekmustach
          Oceń komentarz:

          1    

          Opublikowano: 2015-06-26 18:48

          Nie do końca. Polski rząd nie chce inwestować w tego typu technologie, aby utrudnić nam przejście z wysoko opodatkowanej benzyny czy oleju napędowego(których cena to w połowie podatek). Wystarczy popatrzeć ile mamy w Polsce punktów ładowania samochodów elektrycznych. Z tego też powodu ludzie w Polsce, którzy mogą sobie na to pozwolić, rezygnują z zakupu samochodów elektrycznych. Lej benę lub ropę i opłacaj darmozjadów ;)

          Skomentuj

      2. Ladros
        Oceń komentarz:

        -4    

        Opublikowano: 2015-06-24 23:16

        Raczej nie tak długo - gdy tylko Korwin zostanie królem :D

        Skomentuj

        1. znik70
          Oceń komentarz:

          0    

          Opublikowano: 2015-06-25 11:48

          heh. król na miarę moherowego narodu :)

          Skomentuj

        2. 2pacjg
          Oceń komentarz:

          -1    

          Opublikowano: 2015-06-26 11:15

          hahaha król jest jeden - Popek.... :P

          Skomentuj

    3. ModeratorChodziWRurkach
      Oceń komentarz:

      3    

      Opublikowano: 2015-06-25 10:50

      W Polsce nie takie numeru. Najpierw trzeba powołać ministerstwo do spraw tankowania wodorem, powołać spółkę poleskie tankowanie wodorem i zacząć od powołania rady nazdorczej w pełnym składzie i z adekwatnym wynagrodzeniem oraz żwiązki zawodowe. Wodór to niebezpieczny pierwiastek wiec nie zapominajmy ani na chwilę o premiach dla zarządu i możliwości szybkiego przejścia na emeryturę. Stacje tankowania wodorem pojawią się już 10 lat później

      Skomentuj

      1. znik70
        Oceń komentarz:

        2    

        Opublikowano: 2015-06-25 11:50

        nie da się takiego autka zarejestrować w PL. koniecznie trzeba podać pojemność skokową silnika hehehe :)

        Skomentuj

      2. hynio
        Oceń komentarz:

        0    

        Opublikowano: 2015-06-27 18:00

        Te powołanie to raczej prosto zorganizować, syn, córka a nawet teściowaxD

        Skomentuj

  3. MatiGca
    Oceń komentarz:

    0    

    Opublikowano: 2015-06-24 23:46

    480 km to nie tak źle, jak nie będzie miał irytujących wad to może nawet się przyjmie.

    Skomentuj

  4. disign
    Oceń komentarz:

    -4    

    Opublikowano: 2015-06-25 01:42

    Ciekawe autko ale nie wróżę mu sukcesu, bo cały biznes naftowy by upadł jakby nagle wszyscy kierowcy zaczęli kupować takie auta :)

    Skomentuj

    1. Jozio
      Oceń komentarz:

      3    

      Opublikowano: 2015-06-25 06:22

      Wprowadzenie takiego auta na rynek europejski może potrwać kilkanaście lat, dlaczego ? Ceny takich autek będą wysokie ( dla polaków ofc ) przez co każdy pozostanie przy swoim aucie a dopiero potem się przerzucą :)

      Co lepsze wodór w Polsce po podatkach może być droższy niż paliwo z którego dotychczas korzystamy :D

      Skomentuj

      1. deeveejay
        Oceń komentarz:

        1    

        Opublikowano: 2015-06-25 09:53

        No tak, przy typowym myśleniu "cena auta" to faktycznie. U nas w Polsce każdy patrzy tylko na cenę zakupu (koszt wejścia), a nie uwzględnia się zmiennych rozłożonych w dłuższym okresie czasu (TCO). W świetle prostoty silnika, mniejszej ilości elementów ruchomych i mechanicznych, nie jest wykluczone że awaryjność i koszty eksploatacji tego typu aut byłyby o kilkadziesiąt % niższe. Inna sprawa, że nasz rząd pewnie wszystko obłoży takim podatkiem, że na jedno wyjdzie :)

        Skomentuj

      2. maqmba
        Oceń komentarz:

        -1    

        Opublikowano: 2015-06-25 14:54

        A myślisz, że powinien być tańszy? Trochę to kretyńskie bo by uzyskać wodór potrzebny jest prąd, a pózniej się go odzyskuje poprzez utlenienie wodoru, bezsens

        Skomentuj

  5. ADiS_
    Oceń komentarz:

    1    

    Opublikowano: 2015-06-25 02:05

    70 MPa to jest 700 barów.
    Jak wygląda tankowanie takiej butli, tzn. jaki kompresor potrzebny i ile taki kosztuje ?

    Skomentuj

  6. barwniak
    Oceń komentarz:

    3    

    Opublikowano: 2015-06-25 07:28

    Takie wynalazki to bym sobie darował. Wytwarzanie wodoru nie jest tanie, najtańsze z ropy. Tylko jaki to ma wtedy sens. Odpada jedynie transport paliwa na stacje, reszta infrastruktury naftowej zostaje.

    Skomentuj

    1. deeveejay
      Oceń komentarz:

      -3    

      Opublikowano: 2015-06-25 09:50

      sens jest taki, że wtedy tej ropy nie spalasz.

      Skomentuj

    2. znik70
      Oceń komentarz:

      0    

      Opublikowano: 2015-06-25 11:54

      chodzi o zamykanie obiegu węgla, a w tym przypadku żadnego węgla nie ma. w przypadku ropy masz otwarty obieg węgla. tj. cały czas napychasz atmosferę węglem.
      przemysł naftowy i tak czeka zagłada, bo albo się ugotujemy na tej planecie, albo przestaniemy używać węgla i ropy.

      tak nawiasem, są też ogniwa paliwowe na węgiel stały gdyby kto nie wiedział :) jednak pracują one w dosyć wysokiej temperaturze. tak czy siak, w ten sposób można uzyskać znacznie większą sprawność niż spalając węgiel w elektrowni.

      Skomentuj

      1. barwniak
        Oceń komentarz:

        -2    

        Opublikowano: 2015-06-25 13:51

        Za ~50000 lat koniec interglacjału i powrót lodowców, maksimum zlodowacenia przychodzi w roku ~100000. Według aktualnego stanu wiedzy najbardziej prawdopodobny scenariusz.
        Chyba, że przez 40000 lat podgrzejemy odpowiednio planetę poprzez dozowanie CO2. Jak efekt cieplarniany będzie za słaby to wódka będzie dostępna wyłącznie w kostkach, a domek 120m2 będzie potrzebował nie 3m3 oleju na zimę, tylko rurociągu do pieca 200kW do pracy całorocznej przez tysiące lat.

        Skomentuj

      2. gboor
        Oceń komentarz:

        -2    

        Opublikowano: 2015-06-25 14:40

        "Zamykanie obiegu węgla", "żadnego węgla nie ma"?? Nie jestem chemikiem, ale co zostanie gdy z ropy naftowej (węglowodór) zabierzemy wodór?
        Ciekawi mnie też stwierdzenie autora, że wodór jest paliwem odnawialnym. No, chyba że mówimy o elektrolizie, ale ta oznacza ogromne straty energetyczne, prąd elektryczny skądś trzeba wziąć (najczęściej ze spalania innych paliw kopalnych, już nieodnawialnych).

        Skomentuj

  7. piccardo
    Oceń komentarz:

    0    

    Opublikowano: 2015-06-25 07:33

    "z rury ulatnia się wyłącznie para wodna" Czyli gdyby w mieście było ich w pytę to czy nie będzie przez to częściej burz? Bo od pary wodnej powstają chmury.

    Skomentuj

    1. kubadr
      Oceń komentarz:

      1    

      Opublikowano: 2015-06-28 21:55

      Burz nie, ale deszcz już tak.

      Skomentuj

  8. Trekker666
    Oceń komentarz:

    -4    

    Opublikowano: 2015-06-25 07:44

    TO jest tylko prototyp, prawdziwa (r)ewolucja nastąpi gdy wszystko będzie się odbywać w obiegu zamkniętym, czyli woda uzyskana z procesu utleniania będzie z powrotem rozkładana na tlen i wodór, na razie nie dysponujemy odpowiednią do tego technologią, jak na nowinkę, całkiem ciekawe, ale to jeszcze nie to.

    Skomentuj

    1. ModeratorChodziWRurkach
      Oceń komentarz:

      3    

      Opublikowano: 2015-06-25 10:53

      LOL, a energia będzie pochodzić z równoległego wymiaru. Mam nadzieje, że masz max. 13 lat.

      Skomentuj

    2. gboor
      Oceń komentarz:

      0    

      Opublikowano: 2015-06-25 14:55

      Odpowiednią technologią dysponujemy od ponad stu lat, nazywa się elektroliza. Za moich czasów w każdej porządnej podstawówce robiono elektrolizę w ramach eksperymentu pokazowego na lekcji fizyki lub chemii, więc może po prostu nie uważałeś na lekcjach. Zresztą, jest to na tyle proste że w zasadzie każdy może sam to zrobić w domu.
      Inna sprawa że nie da się zrobić z tego żadnego "obiegu zamkniętego", bo praw fizyki nie przeskoczysz, perpetuum mobile jest niemożliwe, nie istnieje układ, który dostarczy więcej energii niż w niego włożono. W tym wypadku energia w postaci prądu do rozłożenia wody na tlen i wodór jest dużo większa niż energia możliwa do odzyskania z ponownego spalania wodoru z tlenem, więc taki układ nie tylko nie napędziłby żadnego pojazdu, ale sam musiałby być czymś napędzany.

      Skomentuj

      1. Amshel
        Oceń komentarz:

        0    

        Opublikowano: 2015-06-26 13:39

        wlasciwie to "jest" jeden uklad, ktory oddaje wiecej energii niz wlozyles. znaczy sie wzglednie, nazywa sie to obiegiem Carnota i jest glowna zasada dzialania pompy cieplnej.

        napisalem wzglednie, bo wykorzystuje sie roznice temperatur pomiedzy poziomami glebokosci odwietru, jest to 1°C na 1 metr glebokosci. takze wykorzystuje sie energie cieplna Ziemi, co oczywiscie potwierdza Twoje twierdzenie o nieistnieniu perpetuum mobile. ale dla szarego Kowalskiego to to jest magia :)

        Skomentuj

  9. mateusz93
    Oceń komentarz:

    2    

    Opublikowano: 2015-06-25 08:19

    Pomysł z wytwarzaniem energii elektrycznej z wodoru może być tym kierunkiem tylko... No właśnie, brakuje tutaj sposobu na tanie i proste wytwarzanie wodoru. Dobrze, że powstają tego typu konstrukcje i inżynierowie myślą o ekologicznej jeździe samochodem ale całkowita przesiadka na wodór albo prąd elektryczny to długa droga przed nami (nie wspomnę o Polsce).

    Skomentuj

  10. Asgard
    Oceń komentarz:

    1    

    Opublikowano: 2015-06-25 10:06

    Wprowadzać masową produkcję od razu!

    Skomentuj

  11. DMTcorp
    Oceń komentarz:

    1    

    Opublikowano: 2015-06-25 10:18

    Każda metoda jest dobra, aby zmniejszyć wpływy szejków paliwowych. Czy to samochody elektryczny, na wodór, w końcu zmusi to rynek do obniżenia cen paliwa.

    Skomentuj

  12. Louie
    Oceń komentarz:

    -2    

    Opublikowano: 2015-06-25 10:39

    Bardziej prawdopodobne, że wodór będzie się spalać w silnikach, a nie przerabiać na prąd.

    Skomentuj

    1. ModeratorChodziWRurkach
      Oceń komentarz:

      4    

      Opublikowano: 2015-06-25 10:56

      Niby dlaczego?

      Skomentuj

  13. Spichris
    Oceń komentarz:

    5    

    Opublikowano: 2015-06-25 10:49

    Ekologiczne ? Chyba żartujecie albo błędnie zakładacie iż wodór uzyskuje się w sposób magiczny. Do jego wytworzenia potrzeba albo prądu (np z elektrowni węglowych lub atomowych) albo dużej temperatury (spalanie gazu). Czyli innymi słowy trujemy w jednym miejscu aby w drugim ktoś myślał iż jest "eko". Ekologiczny to taki samochodzik będzie dopiero gdy paliwo do jego jego napędu również powstanie w sposób ekologiczny.

    Skomentuj

    1. Funiku
      Oceń komentarz:

      1    

      Opublikowano: 2015-06-26 01:00

      Masz racje, ale naukowcy też już nad tym pracują. Do produkcji wodoru już do lat próbuje się używać alg, a w 2011r. odkryto sposób na zwiększenie ilości produkowanego przez nie wodoru nawet o 400% co teoretycznie może umożliwić dość tanią i ekologiczną produkcje na dużą skale. Wydaje mi się że jeżeli ta metoda zostanie dopracowana to takie samochody będą prawdziwą ekologiczną przyszłością transportu. Dla zainteresowanych znaleziony na szybko artykuł: http://nowa-energia.com.pl/2011/05/28/mit-jakie-to-proste-algi-zdolne-do-produkcji-czystego-wodoru/

      Skomentuj

  14. kuba_1078
    Oceń komentarz:

    1    

    Opublikowano: 2015-06-25 12:52

    Czytam te komentarze i zobaczyłem, że nikt nie zwrócił uwag na to, że para wodna jest gazem powodującym efekt cieplarniany i to w większym stopniu niż dwutlenek węgla.

    http://doskonaleszare.blox.pl/2009/01/Para-wodna-to-95-99-efektu-cieplarnianego.html

    Skomentuj

  15. Bryan
    Oceń komentarz:

    0    

    Opublikowano: 2015-06-25 14:51

    Z racji obowiązującej mnie tajemnicy mogę tylko powiedzieć, że między 2017- 2018 r. wyjdzie Polska technologia, która będzie wprowadzać paliwo wodorowe do aktualnych silników spalinowych na podobnej zasadzie jak aktualne instalacje LPG. Dwa największe koncerny samochodowe nad tym czuwają i chcą to wypuścić na światło dzienne więc jest duże prawdopodobieństwo, iż ta technologia nie przepadnie gdzieś w papierach. Także życzcie nam powodzenia ponieważ Polacy mają na najbliższe lata niewyobrażalne pomysły i możliwości na płaszczyźnie naukowej ;)

    Skomentuj

  16. maqmba
    Oceń komentarz:

    0    

    Opublikowano: 2015-06-25 15:00

    Na początek trochę historii. Pierwszy silnik spalinowy był na wodór... To nie jest przyszłość jaka będzie ta dalsza nie wiem, ale ta najbliższa powinna należeć do "kanonierki" (gun engine) i paliw syntetycznych.

    Skomentuj

  17. pawlito011
    Oceń komentarz:

    0    

    Opublikowano: 2015-06-26 21:08

    Moim zdaniem, jest to przyszłość motoryzacji. Auta hybrydowe są lepsze niż elektryczne, bo nie trzeba ich ładować, robi to silnik spalinowy, który jak wiadomo ma większy zasięg niż elektryczny na baterii odpowiadającej wielkością bakowi z benzyną. Zamiana silnika spalinowego na ogniwo wodorowe i powiększenie elektrycznego, by był jedyną jednostką napędową pojazdu jest właśnie zwieńczeniem tej koncepcji. Nie tylko dla tego, że zasięg jest dużo większy, ale i ekologicznie przewyższa silniki spalinowe, gdyż wiadomo - w procesie spalania paliwa powstaje wiele zanieczyszczeń; jak i od samochodu elektrycznego ładowanego z gniazdka, bo jak wiadomo, gdyby teraz zamienić wszystkie auta na elektryczne, to zapotrzebowanie na prąd by się zwiększyło, a tenże prąd w dużej części pochodzi z elektrowni nieekologicznych.

    Skomentuj

Dodaj komentarz

Przy komentowaniu prosimy o przestrzeganie netykiety i regulaminu.

Aby dodać komentarz musisz być zalogowany!

Psst... Chciałbyś przetestować naszą nową stronę? :)