A hidrogénmotorok és az üzemanyagcellák – más alternatív meghajtási rendszerekhez hasonlóan – szén-dioxid-kibocsátás nélküli mobilitást tesznek lehetővé. A Freudenberg Sealing Technologies (FST) mindkét technológiát megfelelő tömítési megoldásokkal támogatja.
Az alternatív meghajtási rendszereknek lehetővé kell tenniük az éghajlatbarát mobilitást. Az akkumulátoros elektromos járművek mellett nagy reményeket fűznek a hidrogénhajtásokhoz is. Ezek közé tartoznak az üzemanyagcellás és a belsőégésű motorral hajtott járművek is. Az FST mindkettőt ki tudja szolgálni tömítő megoldásokkal.
Eberhard Bock professzor biztos benne, hogy „a hidrogénégő a nehéz tehergépjárművek és buszok alapfelszereltségévé válik”. Mivel az üzemanyagcella egyébként mindenkinek a szájában van, az FST technológiai és innovációs alelnökének ez a véleménye merésznek tűnhet. A motorgyártók azonban támogatják. Hiszen számos ismert belsőégésű motorgyártó dolgozik a hidrogénmotorok fejlesztésén. Az ok nyilvánvaló; ez egy ígéretes technológia, és egyetlen gyártó sem akar lemaradni, amint a hidrogéngazdaság felgyorsul. A beszállítók megfelelő termékekkel támogatják a fejlesztési folyamatot, hogy már ne csak dízel és benzin, hanem hidrogén is hajtsa a belső égésű motorokat.
„A hidrogénmotorban rejlő lehetőségek
a
hagyományos belsőégésű motorral szerzett tapasztalatokban rejlenek.”
Eberhard Bock professzor
Technológiai és innovációs alelnök
A belsőégésű motor módosítása
Végső soron az alapokat fektetik le valamihez, ami közelebbről megvizsgálva logikusnak tűnik. A hidrogénmotorban rejlő potenciál a hagyományos belső égésű motorral szerzett tapasztalatokban rejlik” – mondja Bock. A belsőégésű motorokat már jóval több mint 100 éve gyártják, és technológiai szempontból kiforrottnak számítanak. „Elegendő szakértelem és szakember áll rendelkezésre ahhoz, hogy viszonylag kis ráfordítással hidrogénmotorokat fejlesszünk és optimalizáljunk” – van meggyőződése a Kaiserslauterni Műszaki Egyetem tiszteletbeli professzorának. Hiszen németországi és amerikai motorgyártók nemrég mutattak be nagy teljesítményű modelleket, és a sorozatgyártásra törekednek. Ennek során olyan alkatrészeket használnak, amelyeket könnyen átvehetnek a klasszikus belsőégésű motorokból. Eközben olyan alkatrészeket kellett és kell a hidrogén üzemanyaghoz igazítaniuk, mint a hengerfejek, dugattyúk, dugattyúgyűrűk és a befecskendező rendszer. Többek között figyelembe kell venniük, hogy a hidrogénmotorokban a hőmérséklet magasabb lehet, mint a belső égésű motorokban.
Ami szintén kedvez a hidrogénmodellek gyártásának, azok a meglévő gyártóüzemek, amelyek a H2-égőhöz igazíthatók, és a beruházási költségek is kezelhetőek. Emellett az anyagellátás és az ellátási láncok jól kiépítettek, és nincs szükség ritka anyagokra. A közelmúltban bemutatott hidrogénmotorok teljesítménye 300 kilowatt (kW) körül van, és több mint 1000 newtonméter (Nm) nyomatékot érnek el. Ez elegendő ahhoz, hogy a motorokat mezőgazdasági és építőipari gépekben lehessen használni. Helyhez kötött rendszerekhez is alkalmasak. Például kapcsolt hő- és villamosenergia-erőművekben és vészhelyzeti áramfejlesztőként. Ezekre az alkalmazásokra már most is fejlesztik az akár 1000 kW-os és 5000 Nm-es motorokat. Ezek a 12 hengeres motorok akár 50 literes hengerűrtartalommal rendelkeznek, és a bányászatban is alkalmazhatók.
A hidrogénhajtások előnyei
Ha összehasonlítjuk az akkumulátoros elektromos meghajtású járműveket a hidrogénmotorral hajtott járművekkel, akkor az utóbbiak számos lényeges kategóriában pontokat szereznek. Például egyértelmű, hogy a beszerzési ár alacsonyabb, bár a karbantartás drágább lesz. Emellett a H2-égésű motorral felszerelt járművek könnyebbek, gyorsabban feltölthetők és nagyobb hatótávolságot érnek el. És amint létrejön egy nagyszabású hidrogéninfrastruktúra, beleértve a töltőállomás-hálózatot, a hidrogénmotoros autók értékesítési lehetőségei is növekedni fognak.
A hidrogénmotorok hatékonysága azonban kevésbé meggyőző. Azt jelzi, hogy a befektetett energiához képest milyen magas a felhasználható energia. Az akkumulátoros elektromos járművek hatékonysága akár 85 százalékos is lehet. A dízelek viszont alig 50 százalék alatti értéket érnek el, bár egy kínai gyártó nemrégiben 53 százalékos hatékonysággal szerzett magának hírnevet. A H2-égő jó 40 százalékon áll, és van még lehetőség a javulásra. A szintén hidrogénnel működő üzemanyagcella hatásfoka több mint 60 százalék.
Technológiai nyitottság a fenntartható meghajtás érdekében
De függetlenül attól, hogy üzemanyagcellás vagy hidrogénmotorról van szó, Bock mindenképpen nyitottságot javasol a technológia iránt: „Minden olyan meghajtást, amely fenntartható, üdvözölni kell”. A hidrogénhajtások esetében ez feltételezi a hidrogén környezetbarát előállítását. Az üzemanyagcella ma már egy magasan fejlett technológia. A gyors tankolás és a nagyobb hatótávolság előnyei rájuk is érvényesek. A nehéz teherszállításban, a logisztikai járművekben és az autóbuszokban is van piacuk. „Az FST-nél már régóta dolgozunk a különböző hajtásfajták tömítési megoldásain. Ily módon kiemelkedő megoldások közös kidolgozásával vagy szabványosított termékekkel segítjük a gyártókat” – mondja Bock.
Nagy teljesítményű és keresett anyagok
A neves gyártók és beszállítók magától értetődően közelednek az FST-hez, ha tömítési technológiáról van szó. Nem utolsósorban azért, mert a folyamatok megbízhatósága és a terméktervezésben való jártasság mellett a megfelelő anyag is elengedhetetlen. „Mindig is találtunk tömítési megoldásokat a kényes helyzetekre. Legyen szó akár a belsőégésű motorról, akár az üzemanyagcelláról” – mondja Bock. „A kezünkre játszik, hogy szabadalmakkal rendelkezünk olyan anyagokra, amelyek egyszerre beváltak és hatékonyak.” Az üzemanyagcella-ágazatban például az üzemanyagcellás poliolefin (FCPO) alapfelszereltségként használatos. A hagyományos gumikeverékekkel ellentétben ez az anyag nem bocsát ki káros anyagokat. Ez jót tesz az üzemanyagcellának, amely nagyon érzékenyen reagál az ilyen hatásokra, ami a teljesítmény csökkenését eredményezi. Ráadásul még a kicsi és illékony hidrogénmolekulák is csak nagyon lassan hatolnak át a tartós és hőálló anyagon.
A hidrogénmotorhoz egy másik, házon belül kifejlesztett FKM-alapú anyag a kézenfekvő választás. Jól bírja a 200 Celsius-fokos hőmérsékletet, ami ideális a H2-égőhöz. Ugyanolyan ellenálló és permeációzáró, mint az FCPO, és a hűtőfolyadékokkal és savakkal szembeni nagyfokú közegellenállással párosul. Mindezek a tulajdonságok lehetővé teszik a felhasználását a módosítandó alkatrészekben, például a befecskendező rendszerben.
A vállalatok járnak elöl, a politikusoknak követniük kell a példát
Bock szerint a politikusokon múlik, hogy a hidrogénhajtások releváns tényezővé váljanak. „Alapvető fontosságú lesz, hogy gyorsan és határozottan létrehozzák a hidrogéngazdaság infrastruktúráját.” Annál is inkább, mivel a világ számos országa folytat hidrogénprojekteket, és hoz létre termelési és forgalmazási létesítményeket. „Akár Ausztráliában, akár a Távol-Keleten vagy Észak-Amerikában, jelenleg sok helyen rengeteg pénz áramlik a hidrogénprojektekbe. Nekünk Németországban vigyáznunk kell, nehogy lemaradjunk a hajóról. Mert rengeteg jó ötletünk van, de még mindig túl lassan valósítjuk meg őket.”
Ezért döntő fontosságú lesz, hogy az ambíciókkal a labdán maradjunk. Annál is inkább, mivel sokan alábecsülték az ezzel járó erőfeszítéseket és a megvalósításhoz szükséges időt. Fontos lesz, hogy kitartást tanúsítsunk. Bock úgy véli, hogy ez az egyetlen módja az energiaátállás és a szén-dioxid-mentesítés megvalósításának, amelyben a közlekedés szénalapú üzemanyagok nélkül működhet. „A legnagyobb hajtóerőnknek a klímatudatosságnak kell lennie” – mondja. „Ahhoz, hogy ez a hajtóerő minden területen megnyilvánuljon, az államnak ösztönzőket kell biztosítania. Például magasCO2-adóval, támogatott zöld hidrogénnel és az átfogó hidrogéninfrastruktúra előmozdításával.”
Eközben a motorgyártók és beszállítók, mint például az FST, már most is dolgoznak a hidrogénhajtások megvalósítható megoldásain, amelyeket folyamatosan fejlesztenek. Mert, ahogy Bock mondja? Jön a hidrogénégő. Hiszen az előnyei nyilvánvalóak.
