Čeští výzkumníci zkoušejí vyzrát na emise pomocí vodíku. Není to tak jednoduché, zní z praxe

Prototyp automobilu s pohonem na kapalný vodík
Prototyp automobilu s pohonem na kapalný vodík

Inženýři pražského ČVUT zkoušejí najít způsob, jak co nejvíce snížit emise naftových motorů, a to jak CO2, tak emise pevných částic. Zkoušejí proto „krmit“ naftový motor vodíkem. Jejich technologie by mohla představovat přechodný stav, ve kterém by i auta se zastaralým naftovým agregátem mohla používat infrastrukturu pro technologicky nejvyspělejší vozy, což jsou ty s palivovým článkem.

„Máme tady válcovou jednotku z původně naftového spalovacího motoru,“ ukazuje mi Jiří Vávra z pražského ČVUT zkušební jednoválec. Zařízení, na kterém tady společně s kolegou Ivanem Bortelem pracují, by ale jednou mělo fungovat i v běžných víceválcových motorech.

Ideální palivo, radují se výzkumníci

„Pomocí malých úprav vznikl vznětový motor na palivovou směs s velkým podílem vodíku. Experiment je zatím v začátcích, ale už teď jsme zjistili řádový pokles emitovaných částic,“ zdůrazňuje Ivan Bortel.

Pražské lodě by mohly na vodík plout už za dva roky. Navštívili jsme vodíkovou stanici

Elektrolyzér, který z přebytku elektrické energie a vody vyrábí vodík vypadá jako chromová pračka (vlevo)

Budou vozidla v budoucnosti jezdit na elektřinu, nebo třeba na vodík? Vědci z ÚJV Řež sází zvláště u menších dopravních prostředků, jako jsou skútry nebo malá plavidla, spíše na vodík. Už dříve tým Aleše Doucka provozoval vůbec první vodíkový autobus v Česku. Teď spouští projekt ukládání přebytků energie z fotovoltaických panelů do vodíku. Ten by pak mohli používat například na pohon malých říčních přívozů.

„To by mělo snížit zatížení filtru pevných částic a výhodou dvoupalivového uspořádání je také to, že je vyšší teplota, spalin a filtr by se proto měl častěji spontánně regenerovat.“

První výsledky měření nabíjejí oba inženýry velkými nadějemi. Podle jejich rešerší se totiž tímto způsobem spalování vodíku zatím nikdo nezabýval.

„Často publikujeme na světovém kongresu automobilních inženýrů v Detroitu, takže pokud nám příspěvek přijmou, budeme o výsledcích experimentu referovat příští rok v dubnu tam,“ doplňuje Jiří Vávra. Ještě předtím by čeští inženýři chtěli nabídnout výsledky svých měření některému z renomovaných vědeckých časopisů.

Vodík je obtížné téma, zní z praxe

„Motorů, které používají k odpálení plynu určitou iniciační dávku nafty, je celá řada,“ říká Martin Vaculík ze Světa motorů a zmiňuje třeba agregáty Scania, které spalují zemní plyn. Jde samozřejmě o co nejnižší emise. A vodík je skvělé palivo – má vysokou výhřevnost a jeho spalováním nevznikají žádné skleníkové plyny.

Důvody, kvůli kterým se vodík v automobilovém průmyslu zatím neprosadil, jsou v zásadě dva – výroba a skladování.

Jiří Vávra (vlevo) a Ivan bortel z Centra udržitelné mobility pražské ČVUT by chtěli v příštím roce výsledky svých měření publikovat ve vědeckých periodikách.

„Na to je potřeba kryogenní zásobník, kde může být vodík zkapalněný za velmi nízké teploty. Problém je v tom, že žádná nádrž není izolovaná natolik, aby se při odstávkách vozidla neohřívala. Vodík je proto potřeba pomalu řízeně odpouštět,“ vysvětluje Martin Vaculík.

Pokud by tedy majitel vozidla s tímto typem pohonu odjel na dovolenou, po návratu by našel nádrž prázdnou. Proto se tento systém hodí jen pro vozidla, která jsou v provozu stále, jako například autobusy.

Do vzduchu se chystají první hybridní letadla. Ušetří až desetinu paliva

letadlo

Společnosti Airbus, Siemens a Rolls Royce spolu chtějí vyvinout takzvané hybridní letadlo, tedy stroj, který bude částečně pohánět elektromotor. Prototyp by měl vzlétnout už v roce 2020 a o pět let později by chtěli nový pohon montovat do běžně prodávaných strojů.

Mezi osobními vozy, které využívají palivové články, se prosazují vysokotlaké nádrže. Ty jsou schopné plyn udržovat pod tlakem až 300 barů, ovšem tomu také odpovídá jejich pořizovací cena.

„Zkrátka vodík v autě je z tohoto hlediska velmi obtížné téma,“ shrnuje Martin Vaculík. A k tomu je třeba zmínit i velké bezpečnostní nároky na skladování a logistiku vodíku.

Technologie, která má potenciál

Vodíkové plnicí stanice už ale vznikají. V Evropě je lídrem Německo. Díky finanční podpoře Evropské unie by měly vodíkové stanice přibývat i u nás. První vyroste nejspíš už v květnu příštího roku na pražském Barrandově.

Vodíkový autobus v Neratovicích

A přestože výzkumníci centra udržitelné mobility mají před sebou ještě hodně práce – budou řešit například to, jak uřídit motor při změnách zatížení, rozdílných teplotách nebo opotřebení – jejich myšlenka s ohledem na stále přísnější emisní legislativu potenciál má.

Kromě strojů nebo autobusů by se tento typ motoru mohl objevit například v hybridních autech, jejichž spalovací agregáty běží v omezeném režimu otáček a mají tedy menší nároky na řízení spalovacího procesu.