Vodíku pomohou baterie

Strategie GE pro palivové články

Práce na vývoji autobusů na palivové články pomohou vylepšit hybridní pohon.

Vodíkové palivové články jsou stále příliš drahé - a velké. První z obou problémů redukuje jejich použití v dopravě pouze na vysoce dotované experimenty, kvůli tomu druhému se tyto experimenty většinou dělají na autobusech, ne na osobních autech. Dalším důvodem je neexistence sítě vodíkových čerpacích stanic; to u autobusů tolik nevadí, protože beztak tankují v garážích.

Důvodem vysoké ceny palivových článků je hlavně potřeba drahých katalyzátorů (typicky platina). Výzkumníci společnosti General Electric se proto zaměřili na to, jak co nejvíc palivové články zmenšit. To je dovedlo k myšlence omezit špičkové nároky na energii vozidla stejně, jako se to začalo dělat u současných spalovacích motorů: přidáním sekundárního zdroje energie v podobě akumulátoru. Tato technologie, známá jako hybridní, tak možná není mezikrokem před nástupem palivových článků, jak se obecně myslelo, ale stane se jejich užitečným doplňkem.

Projekt, na němž pracují v GE, počítá s tím, že výkon, potřebný například ke zrychlení nebo k udržení rychlosti při jízdě do kopce, by pomáhala dodat baterie. Stejně jako u dnešních hybridních pohonů by byly dobíjeny jednak energií rekuperovanou při brzdění, jednak přebytečnou energií v době, kdy je nízký odběr. Pozoruhodné je, že podle vývojářů GE by měly ve vodíkovém voze budoucnosti fungovat dva rozdílné druhy akumulátorů. Každý by přitom měl svoje použití.

Ke krytí krátkodobých nároků, hlavně při rozjezdu nebo při prudkém zrychlení, by měly sloužit lithium-iontové akumulátory, které známe z mobilních telefonů nebo z notebooků. Alternativou, kterou v GE zvažují, jsou takzvané ultrakapacitory, což jsou speciální druhy kondenzátorů. Jejich výhodou je, že dokážou bleskově uvolnit velké množství energie a že kvůli absenci paměťového efektu mají prakticky neomezenou životnost. Mají však nižší jednotkovou kapacitu (takže nedokážou uskladnit tolik energie).

Pro pozvolné dodávání většího množství energie, při jízdě do kopce, by měly sloužit sodíko-kovové akumulátory, které v laboratořích GE vyvinuli pro hybridní lokomotivy. Ty mají obdobné parametry jako lithium-iontové baterie (s výjimkou rychlosti vybíjení). Jejich velkou výhodou je, že jsou podstatně levnější, na druhou stranu však pracují při teplotách okolo 300 stupňů Celsia. To vylučuje jejich použití v malých přenosných přístrojích, ale v lokomotivách nebo v autobusech není problém s tepelnou izolací.

Hlavním úkolem při vývoji nového hybridního systému, ať už bude primárním zdrojem energie palivový článek nebo spalovací motor, je optimalizace řídicích algoritmů.
Práce, primárně zaměřené na vylepšení autobusů na palivové články (a financované z grantu amerického Ministerstva dopravy), pomohou zdokonalit i stávající hybridní pohon.

Bill Van Amburg z nevýdělečné organizace Weststart-Calstart, která pracuje na vývoji autobusů na palivové články, však říká, že vylepšení dnešních hybridních systémů může nástup palivových článků výrazně oddálit. Vodík se totiž vyrábí z fosilních paliv a při započtení celého výrobního a dopravního cyklu se podle něho může ukázat, že dieselový hybrid vyjde nejen jako levnější, ale také jako ekologičtější než celý palivový článek.