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

Saunování: Častou chybou je spojení odpočinku s plaváním v bazénu

Věda31.1.2023

Neuvěřitelná zpráva: Může lepra pomoci ke zdravým játrům?

Věda27.1.2023

Hudba je živou vodou pro mozek

Věda24.1.2023

Lexus NX: z 95 procent nové auto

Věda20.1.2023

Toyota pomůže japonským městům s obnovou po zemětřesení

Věda17.1.2023

Revoluce ve svícení. Svítící enzym „luciferáza“ by mohl nahradit elektrické žárovky

Věda13.1.2023

Kometa ZTF se vrací po 50 000 letech. Podívejte se na ni…

Věda10.1.2023

Vědci MENDELU chystají pro sídliště nový systém shromažďování potravinového odpadu

Věda6.1.2023

Svatý grál energetiky: Lidstvo vstoupilo do fúzního věku

Věda3.1.2023
Věda
Časopis, který by vás mohl zajímat

Nenechte si ujít další zajímavé články

Lidstvo vyráží hledat život: Kde v budoucnosti zakotvíme?
21stoleti.cz

Lidstvo vyráží hledat život:...

Jeden je od naší domovské planety vzdálený zhruba...
Geometrie ve službách minimalismu
rezidenceonline.cz

Geometrie ve službách...

Jasná koncepce moderní vily dává vyznít...
Schladming – štýrská základna pro sbírání zážitků
iluxus.cz

Schladming – štýrská...

Schladming je jedním z nejoblíbenějších míst ve...
Užívá si Tomeš kromě manželky i s jinými?
nasehvezdy.cz

Užívá si Tomeš kromě...

O tom, že manželství...
Výstava: Zemědělská krajina a technika na fotografiích Miloše Sedláčka
epochanacestach.cz

Výstava: Zemědělská krajina a...

Výstava výtvarného fotografa...
Z manžela se stal lakomec
skutecnepribehy.cz

Z manžela se stal lakomec

Vlídný, mírný a milující manžel se změnil jako...
Může trauma rozvinout mimosmyslové schopnosti?
enigmaplus.cz

Může trauma rozvinout...

Jak je možné, že někteří lidé jsou...
Lapis lazuli: Modrý kámen, který překonal zlato
epochaplus.cz

Lapis lazuli: Modrý kámen,...

Dnes můžeme přikládat velkou hodnotu diamantům...
Válka znovu v plném proudu?
nasehvezdy.cz

Válka znovu v plném proudu?

Eva Burešová (29) se...
Marinované krevety s opečenou bagetou
tisicereceptu.cz

Marinované krevety s...

Pravá chuťovka pro milovníky mořských plodů....
7 žijících metuzalémů
epochaplus.cz

7 žijících metuzalémů

Nejstarší člověk na světě se prozatím dožil 122...
Laskonky, na které se srdce směje
panidomu.cz

Laskonky, na které se srdce...

Připravte 20–25 kusů vynikajících laskonek. Na...