Vodíkové motory a palivové články, stejně jako jiné alternativní pohony, umožňují mobilitu bez emisí oxidu uhličitého. Společnost Freudenberg Sealing Technologies (FST) podporuje obě technologie vhodnými těsnicími řešeními.
Alternativní pohony by měly umožnit mobilitu šetrnou ke klimatu. Kromě bateriových elektromobilů se velké naděje vkládají do vodíkových pohonů. Mezi ně patří vozidla s palivovými články i vozidla se spalovacími motory. FST může sloužit oběma s těsnícími řešeními.
Profesor Eberhard Bock je přesvědčen, že „vodíkový hořák bude standardní součástí těžkých nákladních vozidel a autobusů“. Vzhledem k tomu, že palivový článek je jinak na jazyku všech, může tento názor viceprezidenta pro technologie a inovace FST znít odvážně. Podporují ho však výrobci motorů. Koneckonců řada známých výrobců spalovacích motorů pracuje na vývoji vodíkových motorů. Důvod je zřejmý; jedná se o perspektivní technologii a žádný výrobce nechce zůstat pozadu, jakmile vodíková ekonomika nabere na obrátkách. Dodavatelé podporují proces vývoje vhodnými produkty, takže spalovací motory již nebudou pohánět pouze nafta a benzín, ale také vodík.
„Potenciál vodíkového motoru
spočívá ve zkušenostech s konvenčním spalovacím motorem
.“
Profesor Eberhard Bock
Viceprezident pro technologie a inovace
Úprava spalovacího motoru
Nakonec je položen základ pro něco, co se při bližším pohledu zdá být logické. Potenciál vodíkového motoru spočívá ve zkušenostech získaných s konvenčním spalovacím motorem,“ říká Bock. Spalovací motory se vyrábějí již více než 100 let a z technologického hlediska jsou považovány za vyspělé. „Existuje dostatek odborných znalostí a specialistů, aby bylo možné vodíkové motory vyvíjet a optimalizovat s relativně malým úsilím,“ je přesvědčen čestný profesor Technické univerzity v Kaiserslauternu. Koneckonců výrobci motorů z Německa a USA nedávno představili výkonné modely a usilují o jejich sériovou výrobu. Přitom využívají komponenty, které mohou snadno převzít z klasických spalovacích motorů. Zároveň však museli a musí přizpůsobit komponenty, jako jsou hlavy válců, písty, pístní kroužky a vstřikovací systém, vodíkovému palivu. Mimo jiné musí vzít v úvahu, že teploty ve vodíkových motorech mohou být vyšší než ve spalovacích motorech.
Ve prospěch výroby vodíkových modelů hovoří také stávající výrobní zařízení, která lze s přijatelnými investicemi upravit pro hořák H2. Kromě toho jsou dobře zavedeny dodávky materiálů a dodavatelské řetězce a nejsou zapotřebí žádné vzácné materiály. Nedávno představené vodíkové motory dosahují výkonu kolem 300 kilowattů (kW) a krouticího momentu přes 1 000 newtonmetrů (Nm). To je dostatečné pro použití motorů v zemědělských a stavebních strojích. Jsou vhodné i pro stacionární systémy. Například v teplárnách a elektrárnách a jako generátory nouzové energie. Pro tyto aplikace se již vyvíjejí motory s výkonem až 1 000 kW a 5 000 Nm. Tyto dvanáctiválcové motory mají zdvihový objem až 50 litrů a mají se používat také v důlním průmyslu.
Výhody vodíkových pohonů
Porovnáme-li vozidla s bateriovým elektrickým pohonem s vozidly poháněnými vodíkovým motorem, získávají tato vozidla body v řadě relevantních kategorií. Například je zřejmé, že pořizovací cena je nižší, i když údržba bude dražší. Kromě toho jsou vozidla s H2 pohonem lehčí, lze je rychleji tankovat a dosahují většího dojezdu. A jakmile bude vybudována rozsáhlá vodíková infrastruktura včetně sítě čerpacích stanic, zvýší se i možnosti prodeje automobilů s vodíkovými motory.
Účinnost vodíkových motorů je však méně přesvědčivá. Udává, jak vysoká je využitelná energie v porovnání s investovanou energií. Účinnost bateriových elektromobilů dosahuje až 85 %. Naopak diesel dosahuje jen necelých 50 procent, i když jeden čínský výrobce se nedávno proslavil s účinností 53 procent. Hořák H2 dosahuje dobrých 40 procent s potenciálem ke zlepšení. Účinnost palivového článku, který rovněž funguje na vodík, je přes 60 procent.
Technologická otevřenost pro udržitelné pohony
Bez ohledu na to, zda se jedná o palivový článek nebo vodíkový motor, však Bock doporučuje otevřenost vůči technologiím: „Každý pohon, který je udržitelný, by měl být vítán.“ V případě vodíkového pohonu to předpokládá ekologickou výrobu vodíku. Palivový článek je dnes již vysoce rozvinutou technologií. I pro ně platí výhody rychlého doplňování paliva a většího dojezdu. Trh pro ně existuje i v těžké nákladní dopravě, logistických vozidlech a autobusech. „Ve společnosti FST již dlouho pracujeme na řešeních těsnění pro různé typy pohonů. Pomáháme tak výrobcům společným vývojem výjimečných řešení nebo standardizovaných výrobků,“ říká Bock.
Vysoce výkonné a vyhledávané materiály
Renomovaní výrobci a dodavatelé přistupují k FST jako k samozřejmému řešení v oblasti těsnicí techniky. V neposlední řadě proto, že kromě spolehlivosti procesu a odborných znalostí při navrhování výrobků je zásadní i správný materiál. „Vždy jsme našli těsnicí řešení pro složité situace. Ať už se jedná o spalovací motor nebo palivový článek,“ říká Bock. „Do karet nám hraje, že máme patenty na materiály, které jsou osvědčené a účinné.“ Například v oblasti palivových článků se standardně používá polyolefin pro palivové články (FCPO). Na rozdíl od běžných gumárenských směsí tento materiál neuvolňuje žádné škodlivé látky. To je výhodné pro palivový článek, který na tyto vlivy reaguje velmi citlivě, což vede ke snížení výkonu. Navíc i malé a těkavé molekuly vodíku procházejí trvanlivým a tepelně odolným materiálem jen velmi pomalu.
Pro vodíkový motor je zřejmou volbou jiný materiál na bázi FKM vyvinutý ve firmě. Dobře zvládá teploty až 200 stupňů Celsia, což je pro hořák H2 ideální. Je také stejně odolný a nepropustný jako FCPO, spolu s vysokou odolností vůči chladicím kapalinám a kyselinám. Všechny tyto vlastnosti umožňují jeho použití v upravovaných komponentách, jako je například vstřikovací systém.
Firmy vedou, politici je musí následovat
Aby se vodíkové pohony staly důležitým faktorem, záleží podle Bocka na politicích. „Zásadní bude, aby rychle a rozhodně zprovoznili infrastrukturu pro vodíkové hospodářství.“ Tím spíše, že mnoho zemí po celém světě realizuje vodíkové projekty a zřizuje výrobní a distribuční zařízení. „Ať už jde o Austrálii, Dálný východ nebo Severní Ameriku, v současné době proudí do vodíkových projektů na mnoha místech velké množství peněz. My v Německu si musíme dávat pozor, abychom nepropásli loď. Protože máme spoustu dobrých nápadů, ale zatím je příliš pomalu realizujeme.“
Proto bude velmi důležité, abyste si udrželi své ambice. Tím spíše, že mnozí podcenili úsilí a čas potřebný k realizaci. Důležité bude prokázat vytrvalost. Bock je přesvědčen, že jen tak lze dosáhnout úspěšného přechodu na energetiku a dekarbonizace, kdy doprava nebude vyžadovat paliva na bázi uhlíku. „Naší největší hnací silou musí být naše povědomí o klimatu,“ říká. „Aby se tento pohon projevil ve všech oblastech, musí stát poskytovat pobídky. Například vysokoudaní z CO2, dotovaným zeleným vodíkem a podporou komplexní vodíkové infrastruktury.“
Výrobci a dodavatelé motorů, jako je FST, již vyvíjejí praktická řešení pro vodíkový pohon, která neustále zdokonalují. Protože, jak říká Bock? Vodíkový hořák přichází. Jeho výhody jsou přece zřejmé.
