Silniki wodorowe to jedno z najbardziej obiecujących rozwiązań przyszłości, które mogą zrewolucjonizować branżę motoryzacyjną. W dobie walki o redukcję emisji CO₂ oraz poszukiwania alternatyw dla paliw kopalnych, wodór jawi się jako czyste i niezwykle efektywne źródło energii. Przedstawiamy, jak działa silnik wodorowy i jak jest wykorzystywany w motoryzacji.
Silnik wodorowy to zaawansowana technologia, która wykorzystuje wodór jako źródło energii do wytwarzania mocy. Wykorzystanie tego paliwa może odbywać się na dwa sposoby: wykorzystując ogniwa paliwowe lub silniki przystosowane do spalania tego pierwiastka. Skupmy się na tym pierwszej metodzie.
Ogniwo paliwowe to elektrochemiczne urządzenie, które przekształca energię chemiczną wodoru w energię elektryczną. Proces ten przebiega w kilku kluczowych etapach:
Proces elektrochemiczny jest cichy i bezemisyjny. Jego efektem jest powstanie energii elektrycznej, która może zasilać silniki elektryczne. Takie rozwiązanie jest wysoce efektywne, szczególnie w warunkach stałego obciążenia. Efektem reakcji jest też woda.
Szukając nowoczesnego sposobu napędzania pojazdów, koncerny coraz częściej sięgają po silnik wodorowy. Jak działa takie rozwiązanie – to wytłumaczyliśmy powyżej. Warto też poznać zalety takiego napędu.
Jedną z najważniejszych zalet silnika wodorowego, szczególnie w przypadku systemów opartych na ogniwach paliwowych, jest brak emisji szkodliwych gazów. Produktem ubocznym działania ogniwa paliwowego jest jedynie woda, co sprawia, że napęd wodorowy jest przyjazny dla środowiska.
To rozwiązanie jest też często stawiane jako alternatywa do jednostek na prąd. Ładowanie samochodu elektrycznego dla wielu kierowców jest uciążliwe, więc rezygnują z tego niskoemisyjnego sposobu napędu. W porównaniu z silnikami na prąd, tankowanie wodoru trwa zaledwie kilka minut. Proces ten jest porównywalny do tradycyjnego tankowania paliwa płynnego, co czyni pojazdy wodorowe bardziej praktycznymi w codziennym użytkowaniu, zwłaszcza na długich trasach.
Silniki wodorowe, szczególnie te oparte na ogniwach paliwowych, charakteryzują się cichą i płynną pracą. Brak mechanicznych procesów spalania w ogniwach paliwowych sprawia, że działają one niemal bezgłośnie, podobnie jak tradycyjne napędy elektryczne. To rozwiązanie może być cenione nie tylko przez mieszkańców miast i wsi, lecz także wśród tych, dla których przejażdżki po torze są zbyt głośne. Być może to właśnie silniki wodorowe będą stosowane na szerszą skalę w motorsporcie.
Prace nad rozwojem tej technologii trwają już ponad 200 lat. Może to brzmieć szokująco, ale już w 1807 powstał Pojazd de Rivaza, który był wyposażony w napęd wodorowy. Miał on aż 6 metrów długości i ważył prawie tonę. Później trwały kolejne prace mające na celu przystosowanie tego paliwa do pojazdu, lecz na prawdziwy rozkwit technologii wodorowej trzeba było czekać aż do końcówki lat 80. XX wieku.
W latach 90. duży wkład w rozwój tego rozwiązania miały marki Mazda i BMW. Modele takie jak Mazda Premacy Hydrogen RE Hybrid czy BMW 750 hl to ważne kroki w kierunku powstania pojazdów na wodór. Przytoczone przykłady w głównej mierze wykorzystywały spalanie tego paliwa.
Aktualnie na rynku funkcjonuje zaledwie kilka aut na wodór. Najpopularniejszym samochodem jest Toyota Mirai, która wykorzystuje technologie ogniw paliwowych. Na podobnej zasadzie działają Hyundai Nexo czy Honda Clarity Fuel Cell. Ten ostatni jednak nie jest już produkowany. Jak na razie mała popularność tego rozwiązania wpływa też na cenę pojazdów. Nie są to najdroższe auta na świecie, lecz za wybrany model trzeba zapłacić kilkaset tysięcy złotych.