REKLAMA

Kategorie
Zaloguj się

Zarejestruj się

Proszę podać poprawny adres e-mail Hasło musi zawierać min. 3 znaki i max. 12 znaków
* - pole obowiązkowe
Przypomnij hasło
Witaj
Usuń konto
Aktualizacja danych
  Informacja
Twoje dane będą wykorzystywane do certyfikatów.

Jak działa samochód o napędzie wodorowym?

Toyota Mirai 2016 auto na wodór
Toyota Mirai 2016 auto na wodór
Toyota

REKLAMA

REKLAMA

Napęd wodorowy to przyszłość samochodowej motoryzacji. Najpierw rozpropagowała go Honda w modelu FCX, a teraz do produkcji seryjnej trafiła Toyota Mirai także wyposażona w napęd wodorowy.

Zasada działania samochodu z napędem wodorowym

Pierwszy seryjny model na wodorowe ogniwa paliwowe – Toyota Mirai – jest już w sprzedaży, mimo to podstawowa wiedza na temat działania napędu wodorowego wciąż jeszcze nie jest rozpowszechniona. Dziś przybliżamy najważniejsze informacje na ten temat. A  już we wrześniu będzie można zobaczyć Mirai na własne oczy w wybranych salonach Toyoty w Niemczech, Wielkiej Brytanii i Danii.

REKLAMA

Gdyby zapytać inżynierów motoryzacyjnych, jaki rodzaj silnika będzie napędzał samochody przyszłości, wszyscy bez wahania odpowiedzą: elektryczny. W stosunku do silników spalinowych ma on mnóstwo zalet: bardzo duży moment obrotowy, możliwość pracy w niezwykle szerokim zakresie obrotów, prostota i trwałość wynikająca z minimalnej liczby części ruchomych, łatwość i precyzja sterowania parametrami, niewielkie wymiary i masa, wreszcie sprawność sięgająca 98% (dla typowych silników spalinowych to zaledwie ok. 33%).

Zobacz też: Czym różni się silnik benzynowy od wysokoprężnego?

Dlaczego więc samochody z napędem elektrycznym nie zdominowały jeszcze rynku, choć silniki elektryczne są powszechnie wykorzystywane we wszelkich dziedzinach techniki, od gospodarstwa domowego po kolej, metro i tramwaje? Problemem wciąż pozostaje zapewnienie autonomicznego źródła energii elektrycznej o pojemności umożliwiającej podróżowanie na większe odległości i szybkie doładowanie po jej wyczerpaniu. Mimo ogromnego postępu w technologii akumulatorów, są one wciąż spore i ciężkie, a choć można je doładowywać ze zwykłego gniazdka elektrycznego, odnowienie zapasu energii oznacza co najmniej kilkudziesięciominutową przerwę w podróży. I to tylko w przypadku, jeśli używamy do tego celu superładowarek, których nie da się podłączyć do zwykłego gniazdka i które powodują szybką degradację baterii. Przy zwykłej, ogólnodostępnej technologii ładowania zajmuje ono kilka godzin. O ile wygodniej podjechać na kilka minut na stację benzynową!

Prąd z wodoru

REKLAMA

Rozwiązaniem tego problemu może być zastosowanie ogniw paliwowych. Urządzenia te wytwarzają prąd elektryczny jako bezpośredni efekt reakcji paliwa z tlenem z powietrza, bez tłoków, cylindrów i innych ruchomych elementów. Najwydajniejszym paliwem dla ogniw paliwowych jest czysty wodór. Brzmi to kosmicznie – wodór, spalający się w silnikach rakietowych w temperaturze niemal 3000 stopni Celsjusza? Tak, ten sam wodór, tyle że w ogniwie paliwowym utlenianie zachodzi na zimno, dzięki obecności katalizatora. Nawiasem mówiąc, wodorowe ogniwa paliwowe opracowano właśnie z myślą o wytwarzaniu prądu w statkach kosmicznych.

Dalszy ciąg materiału pod wideo

Wydawać by się mogło, że tak wyrafinowane rozwiązanie długo jeszcze pozostanie domeną pojazdów studyjnych, które można podziwiać jedynie podczas wystaw motoryzacyjnych. Tymczasem na rynku jest już dostępny seryjny samochód osobowy, zasilany ogniwami paliwowymi – to Toyota Mirai.

Mirai znaczy "przyszłość"

REKLAMA

Seryjny model Mirai (po japońsku „przyszłość”) powstał jako rozwinięcie zaprezentowanego w 2013 roku koncepcyjnego pojazdu Toyota FCV (Fuel Cell Vehicle). Choć zewnętrznie jest do niego bardzo podobny, zawiera wiele udoskonaleń, które znacząco poprawiły jego osiągi. W konstrukcji zespołu napędowego wykorzystano też szereg produkowanych wielkoseryjnie elementów pochodzących z hybrydowego napędu Toyota Hybrid Synergy Drive (HSD), co z jednej strony wpływa korzystnie na niezawodność, a z drugiej pozwala znacząco obniżyć koszty dzięki ekonomii skali.

Mirai to czterodrzwiowy sedan o wielkości porównywalnej z Toyotą Camry. Napęd przenoszony na przednią oś zapewnia sprawdzony w jednostkach HSD silnik elektryczny o mocy 113 kW (154 KM), zapewniający moment obrotowy 335 N·m. Z jednostek HSD wzięto również sterujący silnikiem elektroniczny układ PCU (Power Control Unit). Przy niewielkim zapotrzebowaniu na moc prąd jest dostarczany z akumulatora niklowo-metalowo-wodorkowego o pojemności 1,6 kWh, który magazynuje też energię odzyskiwaną podczas hamowania rekuperacyjnego (silnik elektryczny pracuje wówczas jako generator). Przy większych prędkościach energię elektryczną wytwarza zestaw ogniw paliwowych.

Technologia Toyoty Mirai

Użyty w Mirai zestaw ogniw paliwowych z elektrolitem polimerowym to zupełnie nowa konstrukcja o mocy 114 kW (155 KM). Zastosowane w nim rozwiązania zasługują na osobny artykuł; o ich wartości niech świadczy fakt, że konstruktorom Toyoty udało się osiągnąć rekordową gęstość mocy wynoszącą 3,1 kW/dm³ – dwukrotnie większą, niż w studyjnym modelu FCHV-adv. Dla poprawy wydajności systemu, między zestawem ogniw paliwowych a sterownikiem mocy zainstalowano elektroniczny przekształtnik, którego zadaniem jest podwyższanie napięcia do 650 woltów. Jego użycie umożliwiło zmniejszenie liczby ogniw paliwowych i obniżenie masy całego systemu. W chwilach największego zapotrzebowania na moc, czyli podczas gwałtownego przyspieszania, ogniwa paliwowe wspomagane są przez akumulator.

Zestaw ogniw paliwowych waży jedynie 56 kg i ma objętość zaledwie 37 dm³, dzięki czemu udało się go umieścić pod podłogą pojazdu, tak by nie ograniczał przestrzeni użytkowej nadwozia. Pod podłogą umieszczono także dwa zbiorniki wodoru (przedni mieszczący 60 l i tylny o pojemności 62,4 l), które same w sobie są prawdziwym cudem techniki. Wykonane z wielowarstwowego kompozytu, wytrzymują ogromne ciśnienie 70 MPa, a przy tym są bardzo lekkie, zaś rekordowy współczynnik pojemności sprawia, że aż 5,7% masy pełnych zbiorników to wodorowe paliwo. Wewnętrzna nylonowa wyściółka zapewnia wymaganą szczelność, następna warstwa kompozytu o zbrojeniu z włókien węglowych daje wytrzymałość na ciśnienie, wreszcie zewnętrzna warstwa kompozytu o zbrojeniu z włókien szklanych gwarantuje odporność na uszkodzenia mechaniczne. Zastosowanie włókien szklanych pozwoliło ograniczyć zużycie bardzo drogich włókien węglowych i tym samym obniżyć cenę zbiorników przy zachowaniu wymaganych parametrów.

Zalety napędu wodorowego

Konsekwencją zastosowania wodorowego paliwa jest absolutna czystość gazów wydechowych – to po prostu para wodna; czyściej się już nie da. Wodór może być przy tym paliwem całkowicie odnawialnym – sceptycy powiedzą, że do jego uzyskania np. poprzez elektrolizę wody potrzebny jest prąd wytwarzany przez elektrownie, ale może on pochodzić z elektrowni wodnych, wiatrowych bądź słonecznych. Wodór można produkować także kilkoma innymi metodami, co rozwiązuje problem dywersyfikacji źródeł energii. Inne ekologiczne aspekty Mirai to mniejsze obciążenie środowiska przez czynności eksploatacyjne – nie trzeba zmieniać oleju silnikowego i pasków klinowych, hamowanie rekuperacyjne zmniejsza zużycie okładzin hamulcowych. Inną cenną zaletą jest doskonała cisza, jaką zapewnia napęd elektryczny i bezgłośna praca ogniw paliwowych.

Elektryczny napęd może rozpędzić Mirai do prędkości maksymalnej 178 km/h, a zawarty w zbiornikach wodór umożliwia przejechanie na jednym tankowaniu 480 km (przy tankowaniu na stacjach nowej generacji nawet 700 km). Uzupełnienie paliwa trwa jedynie trzy minuty – porównywalnie z tankowaniem na stacji benzynowej.

Toyotę Mirai można już kupić w Japonii, lada moment samochód trafi na rynek amerykański. Rozpoczęcie sprzedaży w Europie ma nastąpić we wrześniu, początkowo w Wielkiej Brytanii, Danii i Niemczech (przewidywana cena netto na rynku niemieckim to ok. 60 tys. euro), a później również w innych krajach, w miarę rozwoju infrastruktury tankowania wodoru.

Źródło: materiały prasowe

Toyota Mirai 2016 auto na wodór
Toyota
Toyota Mirai 2016 auto na wodór
Toyota
Toyota Mirai 2016 auto na wodór
Toyota
Autopromocja

REKLAMA

Źródło: INFOR

Oceń jakość naszego artykułu

Dziękujemy za Twoją ocenę!

Twoja opinia jest dla nas bardzo ważna

Powiedz nam, jak możemy poprawić artykuł.
Zaznacz określenie, które dotyczy przeczytanej treści:

REKLAMA

QR Code

© Materiał chroniony prawem autorskim - wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu za zgodą wydawcy INFOR PL S.A.

Moto
Zapisz się na newsletter
Zobacz przykładowy newsletter
Zapisz się
Wpisz poprawny e-mail
Seniorzy, zwłaszcza mieszkańcy terenów wiejskich, są bardziej skłonni zamienić auta na elektryczne niż pozostałe grupy Polaków

Kolejne badania pokazują jak błędny jest stereotyp emeryta przywiązanego do gotówki przynoszonej przez listonosza czy unikającego korzystania ze smartfonowych aplikacji. Seniorzy w większości są nowocześni i gotowi na daleko idące zmiany technologiczne. Kolejnym tego dowodem jest pozytywny stosunek do elektromobilności.

Chińskie pojazdy elektryczne na celowniku Komisji Europejskiej. "Zagrożenie dla unijnych producentów"

Komisja Europejska podjęła decyzję o nałożeniu tymczasowych ceł na chińskie pojazdy elektryczne z powodu “nieuczciwego subsydiowania” przez chińskie firmy tego sektora. Subsydia te stanowią zagrożenie dla unijnych producentów. KE zwróciła się do władz ChRL w celu osiągnięcia porozumienia w tej kwestii. Jeśli negocjacje z Pekinem nie przyniosą rezultatów, tymczasowe cła wejdą w życie od 4 lipca.

Kierowco, do czwartku duże utrudnienia na autostradzie A1

Na autostradzie A1 pod Łodzią do czwartku 13 czerwca potrwają duże utrudnienia dla kierowców. Będzie wymieniana popękana betonowa płyta nawierzchni, zamknięty jest również prawy pas jezdni. 

Zniknie ponad siedem milionów aut. Sprawdź, kiedy ostatnio robiłeś te badania

W poniedziałek, 10 czerwca, z Centralnej Ewidencji Pojazdów i Kierowców zostanie wykreślonych ponad siedem milionów aut. To wynika z szacunków Ministerstwa Cyfryzacji. Przede wszystkim chodzi o samochody, które fizycznie już od dawna nie istnieją, ale wciąż są obecne w bazach danych. 

REKLAMA

Od 7,09/l za Pb98, od 6,36/l za Pb95, od 6,38/l za diesla i od 2,69/l za autogaz. Tyle możemy zapłacić za paliwa na stacjach

Eksperci z serwisu e-petrol.pl przewidują spadek cen detalicznych paliw w nadchodzącym tygodniu. Możemy oczekiwać, że benzyna Pb95 będzie kosztować od 6,36 do 6,48 zł/l, a diesel - od 6,38 do 6,49 zł/l. Zauważono, że cena ropy naftowej na giełdzie w Londynie była w tym tygodniu najniższa od lutego.

Ciężar elektryfikacji transportu drogowego właśnie spadł na firmy logistyczne. Poradzą sobie z tym wyzwaniem?

Udział elektrycznych vanów, wykorzystywanych głównie w logistyce miejskiej przekracza zaledwie 1% unijnej floty pojazdów tej klasy. Napędzanych prądem ciężarówek jest jeszcze mniej, bo to wkład na poziomie 0,1%. W Polsce jest znacznie gorzej, na domiar złego, według najnowszych kalkulacji ACEA, aby sprostać celom dekarbonizacji transportu, infrastruktura ładowania w UE powinna być budowana osiem razy szybciej niż obecnie i to tylko w przypadku pojazdów lekkich do 3,5 t. Potrzeba miliardów na inwestycje, a rządowego wsparcia wystarczy na ułamek realnych potrzeb. Logistyka już wie, że transformację musi sfinansować sama, a zagrożeń i problemów wciąż przybywa.  

Od 17 czerwca 2024 roku polskie prawo jazdy - nowe przepisy dla kierowcy

Kierowcy muszą przygotować się na nowe przepisy, które wchodzą w życie już 17 czerwca 2024 roku. Od tej daty akceptowane będzie tylko polskie prawo jazdy. Jakie jeszcze zmiany będą obowiązywać?

Konfiskata samochodów nie odstraszyła kierowców. Na "podwójnym gazie" złapano w tym roku 34 tys. osób

Policja skonfiskowała już prawie 1,6 tys. samochodów od kierowców, którzy prowadzili pod wpływem alkoholu. Ta kara nie spowodowała jednak znaczącego spadku liczby pijanych kierowców na drogach - informuje "Rzeczpospolita".

REKLAMA

Znaczące spadki cen paliw. Ile zapłacimy za benzynę, olej czy gaz?

Analitycy portalu e-petrol.pl prognozują, że w najbliższym tygodniu skala spadków cen paliw na stacjach może być znacząca. Przewidują, że litr benzyny 95 może średnio kosztować od 6,45 do 6,57 zł, a oleju napędowego - od 6,46 do 6,59 zł.

Ceny samochodów elektrycznych wciąż odstraszają Polaków. Kiedy należy Ci się 27 000 zł dopłaty do elektryka?

W marcu 2024 roku zarejestrowano w Polsce 1 700 samochodów w pełni elektrycznych. To więcej o 300 sztuk niż w lutym tego samego roku. Niemniej jednak, w porównaniu do roku poprzedniego, liczba rejestracji spadła o 10,9%. Wynika to z danych przedstawionych w raporcie firmy Rankomat.pl, powołującej się na najnowsze dane Europejskiego Stowarzyszenia Producentów Samochodów (ACEA).

REKLAMA