Bezpochyby najslabším článkom dnešných elektromobilov sú ich batérie. Zatiaľ čo samotný elektrický pohon zvládli automobilky v podstate na jednotku, s úložiskom energie to také slávne nie je a ani tak rýchlo nebude. Akumulátory (bez ohľadu na konkrétny typ) stále nie sú lacnou súčiastkou a ak chcete vozidlu dodať kapacitu zodpovedajúcu plnej nádrži nafty či benzínu, budú mať veľmi vysokú hmotnosť a naviac ich nabíjanie bude aj na tých najvýkonnejších nabíjačkách trvať hodiny.
Tým netvrdíme, že elektromobily sú slepou uličkou vývoja a nemajú žiadnu budúcnosť. Dá sa predpokladať, že časom nájdeme materiály schopné uchovávať elektrickú energiu rýchlejšie a s vyššou hustotou. Momentálne však máme dosť ďaleko k tomu, aby sme elektromobily mohli považovať za ideálny dopravný prostriedok, ako nám je predkladané. V mnohom sú len kompromisom a vynútený prechod na túto formu dopravy nebude zadarmo – najvyššou cenou, ktorú budeme musieť za elektromobilitu zaplatiť, bude to, že si ešte viac ľudí než dnes pravdepodobne nebude môcť dovoliť vlastné nové auto.
Takto vyzerá jadro vodíkových vozidiel Toyoty - kompaktný palivový článok produkujúci elektrickú energiu.
Ideálom v tomto smere samozrejme nie je ani vodíkový pohon, je totiž stále v plienkach a tomu zodpovedá aj jeho cena. Je však sympatické, že sa technológia palivového článku ďalej vyvíja ako jedna z ďalších možných perspektívnych alternatív. Kto je momentálne po technickej stránke lídrom, na tomto mieste rozoberať nebudeme, ukážeme vám však, že japonský koncern Toyota je v tejto oblasti právom považovaný za špičku.
Elektráreň v krabičke
Dôvodom, prečo si myslíme, že Toyota získala nemalý náskok pred konkurenciou podobne, ako kedysi so svojimi hybridmi, je predstavenie novej generácie univerzálnych palivových článkov zabalených do veľmi kompaktných obalov. Japonská automobilka predstavila hneď dve rôzne verzie. Kým prvý pripomína moderne tvarovaný reproduktor či počítačový case, druhý pôsobí na fotografii tak trochu ako prémiová krabica na topánky.
Dizajn oboch modulov s označením FC (fuel cell – palivový článok) samozrejme nie je samoúčelný. Toyota ich navrhla tak, aby boli použiteľné v rôznych dopravných prostriedkoch a konštruktéri si mohli vybrať, či im viac vyhovuje vertikálne alebo horizontálne usporiadanie. Prvý z nich, Typ I, má dĺžku 890 mm, šírku 630 mm, výšku 690 mm a váži 250 kg. Typ II má pre zmenu dĺžku 1270 mm, identickú šírku 630 mm, výšku len 410 mm a o približne 10 kg nižšiu hmotnosť.
Bez ohľadu na prevedenie môžu obidva palivové články pracovať s napätím 400 až 750 voltov v závislosti na nastavení integrovaného meniča napätia. A rôzny môže byť aj menovitý výstupný výkon oboch modulov, buď 60 alebo 80 kW, teda v prepočte 82 a 109 koní.
Toyota hovorí, že vďaka pravidelným tvarom a kompaktným rozmerom nových palivových článkov, ktoré budú dostupné aj pre iných výrobcov, sa významne zjednoduší vývoj i produkcia budúcich vozidiel s týmto typom pohonu, a tým pádom sa majú o adekvátnu čiastku znížiť i celkové náklady. Malé japonské vodíkové elektrárne majú byť adaptabilné dokonca do tej miery, že by sa mali dať pripojiť už k existujúcim elektromobilom, respektíve k ich motorom, invertorom a batériám.
Elektromobil a vodíkové auto v jednom?
To znie na prvý pohľad ako nezmysel. Veď načo robiť komplikované vozidlo ešte komplikovanejším druhým zdrojom energie. Pokiaľ by to ale bolo skutočne možné, znamenalo by to, že dnešné elektromobily by sme mohli jednak normálne dobíjať zo zásuvky, ale zároveň ich v prípade potreby aj rýchlo a bez čakania dotankovať vodíkom v priebehu pár minút.
Menej dobrou správou je, že nové palivové články ešte nie sú také malé, aby dávalo zmysel montovať ich do osobných elektromobilov. Nehovoriac o tom, že by ste potrebovali ďalšie miesto pre vodíkové nádrže vyrábané z uhlíkových vlákien, prípadne pre ďalšiu riadiacu elektroniku. Bez vážnejších problémov by mohla byť možná dodatočná montáž vodíkových modulov a nádrží do už existujúcich elektrických autobusov či nákladných automobilov.
Či sa niekto k takému kroku odhodlá, môžeme momentálne len hádať, Toyota každopádne hovorí, že jej produkt bol navrhnutý tak, aby perfektne fungoval pri nízkych či vysokých teplotách. S výrobou elektrickej energie by nemal mať problém ani vo vyšších nadmorských výškach, s nižšou koncentráciou kyslíka vo vzduchu a rovnako je odolný i proti prevádzke s veľkými vibráciami.
Toyota zároveň tvrdí, že jej nový vodíkový zdroj elektrickej energie je nenáročný na obsluhu, čo má mať dopad na celkové prevádzkové náklady, jednotlivé moduly je možné kombinovať podľa priania výrobcu a Japonci dokonca ponúkajú svojich konštruktérov tým firmám, ktoré by potrebovali pomoc pri vývoji svojho produktu.
Skúseností na to majú dosť. V tejto chvíli Toyota ponúka aj na slovenskom trhu novú druhú generáciu vodíkového modelu Mirai, vo svete už jazdia stovky autobusov Toyota Sora a rovnakú technológiu využívajú napríklad aj španielske autobusy Caetano H2.City Gold či flotila malých nákladných automobilov Hino a Toyota prevádzkovaných od minulého roka na domácom japonskom trhu.
Tým však možnosti predstavených palivových článkov nekončia. Podľa Toyoty môžu poháňať aj iné dopravné prostriedky, ako napríklad vlaky či lode. Že to nie je utópia, dokazuje okrem iného aj testovacia prevádzka takýchto prototypov. Pochopiteľne plánovaný rozmach vodíkového pohonu stojí nielen na nadšení výrobcov a dopyte zákazníkov, ale rozhodovať bude tiež infraštruktúra, ktorá je v tejto chvíli (slušne povedané) mizerná.
Cena a dostupnosť rozhodnú
Na Slovensku i v susednej Českej republike by mali vyrásť prvé verejné čerpacie stanice na vodík ešte len v tomto roku, aj keď v ČR jednu priemyselnú „plničku“ nájdete v Neratovicích neďaleko chemickej továrne Spolana. Druhým problémom je samozrejme produkcia vodíka, ktorý vzniká buď ako odpad pri výrobe chlóru (ten lepší prípad), alebo sa musí so značnými energetickými nárokmi vyrábať elektrolýzou z vody. Háčik je v tom, že kolobeh elektrická energia-vodík-elektrická energia má pomerne nízku účinnosť a záležať bude aj na tom, akú cenu trh nastaví za jeden kilogram tohto paliva a akú štát nastaví spotrebnú daň.
zdroj: Toyota
