Věda

Budoucnost ve jménu fenoménu H2: Honba za nulou

Budoucnost ve jménu fenoménu H2: Honba za nulou

Je na prvním místě periodické tabulky. Je nejhojněji zastoupeným prvkem v celém vesmíru, a proto i přirozeně dokonalým palivem (budoucnosti), třebaže Toyota s ním začala pracovat už před 30 lety… Vodík..

Psal se rok 1992, tehdy mladoboleslavská Škodovka ještě vyráběla Favority, když Toyota začala souběžně zkoumat technologie hybridního, vodíkového a elektrického pohonu. O čtyři roky později se veřejnosti představil první vůz na palivové články, postavený na původním modelu Toyoty RAV4.

Uběhlo 30 let.

Dnes jako jedna z mála nabízí čtyři elektrická řešení: plně hybridní vozy, plug‑in hybridy, bateriový elektrický pohon a vodíkový elektrický pohon. Vodíková technologie je postavena na staletém postupu reverzní elektrolýzy vody.

Palivové články využívají vodík, který se slučuje s kyslíkem získávaným ze vzduchu. Touto jednoduchou chemickou reakcí se vyrábí elektřina pohánějící vozidlo. A je jedno, jestli jde o vodíkový automobil Mirai, vodíkový autobus SORA nebo vodíkový vlak FCH2RAIL.

Všechny stroje čistí vzduch a jediné „emise“ představuje čistá voda. Palivový článek sestává ze dvou elektrod a membrány, přes kterou pronikají pouze kladně nabité kationty vodíku H+ . Protony vodíku se slučováním s aniony kyslíku O2 mění ve vodu.

Elektrony jsou přesměrovány do elektrického obvodu, čímž vzniká proud k pohonu vozidla. Za každých ujetých 10 000 km vyčistí Mirai vzduch pro jednoho člověka na celý rok.

Palivové články mají velmi jednoduchou konstrukci – jsou složeny ze dvou elektrod a polymerové elektrolytické membrány.

Za hranice (ne)možného

Alternativní a nízkoemisní pohony Toyoty mají i vlastní kampaň. Beyond Zero (Za nulou). A na podzim na ni naváže i stejnojmenná roadshow, kdy budou u dealerů v rámci nízkoemisních pohonů k vidění Corolla Cross s nejnovějším hybridem 5. generace.

RAV4 plug-in hybrid, vodíková Mirai a elektromobil Toyota bZ4X. Tedy všechny čtyři typy pohonů. K testovacím jízdám budou pro zájemce připravené RAV4 plug-in hybrid a Toyota Mirai. „Beyond Zero pro nás znamená, že chceme jít za hranice toho, co nabízí běžná automobilka.

Naše starost o planetu nekončí tím, že uděláme technologicky nejvyspělejší auto na trhu. Chceme jít za hranice nulových emisí a nabídky veškerých možných alternativních pohonů,“ říká marketingový manažer české Toyoty Michal Velička.

Honba „za nulou“ představuje závazek automobilky být uhlíkově neutrální – do roku 2030 chce značka nabízet 30 různých modelů s nulovými emisemi, a do roku 2035 bude v Evropě prodávat výhradně auta s nulovými emisemi.

Uhlíková neutralita přitom znamená kompletní přístup zaměřený na vynulování celkových emisí CO2 napříč celým životním cyklem vozidla – včetně výroby, distribuce, provozu, recyklace a konečné likvidace. A cesta k tomu vede před elektřinu a vodík.

Toyota Mirai sdílí s hybridními modely 80 % komponent!

Jak funguje palivový článek

Palivové články mají velmi jednoduchou konstrukci – jsou složeny ze dvou elektrod a polymerové elektrolytické membrány. Polopropustná membrána umožňuje pouze prolínání protonů, kdy kationty vodíku proudí ke katodě, kde reagují s anionty kyslíku.

Elektrony z anody jsou přesměrovány do vnějšího elektrického obvodu, čímž vzniká proud potřebný k pohonu vozidla. Palivové články jsou bezúdržbové a nepodléhají opotřebení. Na rozdíl od hybridů vodíkové automobily nepoužívají spalovací motor.

Sestava palivových článků produkuje veškerou elektřinu nezbytnou k pohonu automobilu, kdy čerpá vodík z trojice zásobníků zabudovaných pod podlahou vozidla. A zatímco hmotnost baterie elektromobilu s podobným výkonem činí 700 kg, vodíková Toyota Mirai 2. generace ve svých zásobnících převáží celkem 5,6 kg paliva.

Tankování zabere 5 minut a podle odborníků z celého světa by do roku 2030 měl počet vodíkových čerpacích stanic narůst 100násobně ze 450 na 45 000.

Toyota v lednu 2022 zahájila výrobu modulů 2. generace, postavených na vlastním pokročilém systému palivových článků.

Evropská výroba modulů palivových článků 2. generace

To, že se Toyota vývojem a výrobou vodíkových palivových článků zabývá letos přesně 30 let, má další výsledky. V lednu 2022 zahájila v Bruselu výrobu modulů 2. generace, postavených na vlastním pokročilém systému palivových článků. Nový systém, přepracovaný do kompaktnějších a lehčích modulů, rovněž vykazuje vyšší energetickou hustotu.

Moduly s napětím 400 až 750 V jsou navíc k dispozici ve dvou variantách, buď v podobě krychle, nebo jako plošší obdélníkové kusy, se jmenovitým výkonem 60 nebo 80 kW. Najdou uplatnění u všech firem, které vyvíjejí a vyrábějí produkty na palivové články. A to napříč různými druhy dopravy, jako jsou například nákladní auta, autobusy, vlaky a lodě…

Palivový článek sestává ze dvou elektrod a membrány, přes kterou pronikají pouze kladně nabité kationty vodíku H+ . Kationty vodíku se slučováním s aniony kyslíku mění ve vodu. Elektrony jsou přesměrovány do elektrického obvodu, čímž vzniká proud k pohonu vozidla.

První vodíkové autobusy a vlaky…

Začátkem roku automobilka dodala prvních šest modulů palivových článků pro nový vodíkový vlak FCH2RAIL. Unikátní souprava kombinuje odběr elektřiny ze standardního trakčního vedení s bezemisním vodíkovým pohonem bez potřeby vnějšího zdroje. Prototypem je elektrický osobní vlak CIVIA španělského výrobce CAF, který poskytl železniční dopravce Renfe.

V květnu pak Toyota dodala i moduly palivových článků pro autobusy – konkrétně pro nový městský autobus divize Daimler Buses. Jde o druhou generaci plochého modulu o výkonu 60 kW s možností snadného zabudování do střechy autobusu společně s baterií a zásobníky na vodík.

Hlavním přínosem technologie je prodloužení dojezdu čistě elektrického autobusu v městském provozu až na cca 400 km pro klasický jednoduchý autobus a až 350 km v případě kloubového autobusu. Díky spojení baterie a palivových článků k prodloužení dojezdu odpadá potřeba dobíjení za provozu.

Městský vodíkový autobus divize Daimler Buses
(Foto: Toyota)

Více z Věda

Cukrovkou trpí každá dvoustá kočka – Nemoc se ale nevyhýbá ani psům

Věda29.11.2022

Neuromodulační léčba je nadějí pro pacienty s chronickou bolestí

Věda25.11.2022

Budoucnost ve jménu fenoménu H2: Honba za nulou

Věda22.11.2022

Nesnižujte teplotu vody v bojleru pod 50 °C – Hrozilo by vám vyšší riziko nákazy legionellou

Věda18.11.2022

Metoda TAVI může ročně pomoci až 2500 pacientů se zúžením aortální chlopně

Věda15.11.2022

Největší kosmický festival v tuzemsku Czech Space Week je zpět – Odstartuje 28. listopadu a přinese opět řadu novinek

Věda11.11.2022

Česká republika bude hostit evropský kvantový počítač LUMI-Q

Věda8.11.2022

Fyzikální pohotovost: Pomoc studentům v Opavě

Věda4.11.2022

Jakou hudbu umí vytvořit algoritmy umělé inteligence? To ukázali na FIT ČVUT

Věda1.11.2022
Věda
Časopis, který by vás mohl zajímat

Nenechte si ujít další zajímavé články

Heboučké zachumlání
panidomu.cz

Heboučké zachumlání

Deky, plédy, kožešiny, televizní župany – nic není...
Pohřeb žehem křesťané dlouho odmítali
epochaplus.cz

Pohřeb žehem křesťané dlouho...

Křesťané spalovat své mrtvé věřící nechtěli. Proč? Součástí...
Chodsko a Domažlicko: Za krásami zřícenin
epochanacestach.cz

Chodsko a Domažlicko: Za...

Kromě hradů, jejichž jména...
Spisovatelé a nadpřirozeno: Paranormální zážitky slavných autorů překonávající jejich fantazie!
enigmaplus.cz

Spisovatelé a nadpřirozeno:...

Francouzský spisovatel Guy de Maupassant má...
Partnerství hodinářské značky Oris a hasičů Coulson Aviation
iluxus.cz

Partnerství hodinářské značky...

Značka Oris vyvíjí aktivity na mnoha frontách, aby...
Kdo je tajným milencem krásné Halouzkové?
nasehvezdy.cz

Kdo je tajným milencem...

Krásná rusovlávska Natálie...
Dveře MASTER – co kus to originál
rezidenceonline.cz

Dveře MASTER – co kus to...

Jsou synonymem pro nadčasový minimalistický design, tak...
Tvoří opatovický poklad  místo zlata knihy?
epochaplus.cz

Tvoří opatovický poklad ...

Existují teorie, že skutečnou podstatou...
Rigatoni se slaninou
tisicereceptu.cz

Rigatoni se slaninou

Těstoviny se špenátem a slaninou...
Stojí lásce v cestě Třeštíkova manželka?
nasehvezdy.cz

Stojí lásce v cestě...

Svůj vztah s TOMÁŠEM...
Věda odstartovala boj proti Spermagedonu
21stoleti.cz

Věda odstartovala boj proti...

Coby potomci Adama a Evy jsme byli...
Bývalí obyvatelé domu žijí s námi
skutecnepribehy.cz

Bývalí obyvatelé domu žijí...

Přítel koupil nemovitost,...