Vodík / palivové články

Vodík je předmětem současného intenzivního výzkumu jako potenciální palivo pro motorová vozidla. Využití vodíku v dopravě je v podstatě dvojí.

1. Spalování vodíku v klasických motorech


Vodík (stlačený nebo zkapalněný) se spaluje obdobně jako běžné pohonné hmoty. Při spalování vodíku vzniká jenom neškodná voda a malé množství kysličníků dusíku. Tento způsob má v současnosti ovšem dvě podstatné nevýhody:

výroba vodíku je v dnešní době drahá
vodík ve směsi se vzduchem je silně výbušný.
2. Využití vodíku v palivových článcích

Pohonnou jednotkou ve vozidle elektromotor a elektřina pro něj je, na rozdíl od elektromobilů poháněných akumulátory, vyráběna přímo ve vozidle v palivových článcích. Elektřina vzniká exotermní elektrochemickou reakcí samotného vodíku (stlačeného nebo zkapalněného), nebo vodíku chemicky vyvinutého rovněž v automobilu (např. ze zemního plynu, metanolu, benzínu apod.) s kyslíkem (ze vzduchu). Kromě elektřiny vzniká také voda nebo vodní pára. Nejedná se tedy o spalování paliva, nýbrž o chemickou reakci - opak elektrolýzy.

Proti klasickým akumulátorům elektromotorů mají palivové články řadu výhod, především:

vyšší jízdní dojezd
ekologickou čistotu
vyřazené palivové články nezatěžují životní prostředí těžkými kovy jako klasické olověné akumulátory.

 Řada světových automobilek již řadu let palivové články pro automobily vyvíjí, několik desítek automobilů již v praxi jezdí a je jen otázkou času, kdy palivové články nahradí klasické pohonné hmoty.

Díky mnohem menším nákladům na spalovací motory v porovnání s palivovými články se zdá, že varianta spalování vodíku bude preferovanějším řešením do doby výrazného snížení nákladů palivových článků nebo do doby zvýšení jejich účinnosti energetické přeměny.

Je potřeba zdůraznit, že vodík není energickým zdrojem, ale nosičem energie !!!
Vodík má výhody (obdobně jako elektřina), že může být vyráběn z různých energetických zdrojů a (na rozdíl od elektřiny) může být skladován. Může být vyráběn elektřinou vyráběnou z nízkouhlíkatých paliv (zemní plyn) nebo elektřinou nukleární nebo z obnovitelných zdrojů. Budoucnost ukáže, zda přímé užití zemního plynu jako paliva nebo jeho konverze na vodík a následné užití v palivových článcích přinese větší výhody.

Potenciální výhody vodíku jako motorového paliva budou dosaženy po dalším úspěšném technologickém vývoji zásobníků vodíku a technologie palivových článků a po nákladných investicích do výroby vodíku a jeho distribuce. Zatímco ostatní alternativy mohou být využívány v již existujících vozidlech (biopaliva), dosažitelnými palivy (zemní plyn), vybudovanou infrastrukturou (biopaliva, částečně zemní plyn), vodík/palivové články začínají na startovní čáře. Jedná se rozhodně o nejnadějnější alternativu ke klasickým benzínem nebo naftou poháněným vozidlům, ale bude trvat ještě mnoho let, než dojde k plně komerčnímu využití.


Autobus na stlačený vodík na letišti v Mnichově


Prototyp autobusu využívajícího palivové články - Barcelona


Vodíková čerpací stanice - Barcelona