Prelomová technológia od Toyoty: Ako môže vodík predĺžiť životnosť spaľovacích motorov?

25.11.2024 Redakcia Auto trendy (Foto: youtube.com/@ToyotaGlobalNews).

Toyota sa intenzívne venuje vývoju riešení, ktoré by mohli predĺžiť životnosť spaľovacích motorov na trhu. Jednou z alternatívnych ciest je nahradenie klasického fosílneho paliva vodíkom, ktorý by sa spaľoval priamo v motorovej komore. Táto myšlienka má potenciál fungovať, aspoň teoreticky.

Japonskí výrobcovia áut nikdy neboli veľkými zástancami elektrifikácie. Áno, Toyota spolu s Hondou patria medzi priekopníkov hybridných pohonov – prvé hybridné vozidlá uviedli na trh už pred desiatkami rokov, predbehli tým európsku konkurenciu. Napriek tomu, na rozdiel od výrobcov zo starého kontinentu, nikdy neohlásili rýchly a radikálny prechod na elektromobily. Nie preto, že by sa nechceli podieľať na znižovaní emisií CO₂ – práve naopak. Veria však, že k cieľu nulových emisií vedie viacero ciest. Gill Pratt, hlavný vedecký pracovník Toyoty, predstavil pravidlo „1:6:90“. Jednoducho povedané, materiály jednej batérie elektromobilu by mohli byť rozdelené medzi šesť plug-in hybridov alebo dokonca 90 klasických hybridných vozidiel. Podľa výpočtov Toyoty by týchto 90 hybridov, ktoré produkujú menej emisií než autá so spaľovacími motormi, znížilo emisie CO₂ až 35-krát efektívnejšie než jeden elektromobil.

Preto Toyota, odhodlaná dosiahnuť nulové emisie v Európe do roku 2040 a globálne do roku 2050, pokračuje vo vývoji rôznych technológií. Pracuje na vylepšených dieselových motoroch, ktoré plánuje kombinovať s mild-hybridnými systémami (ktoré v praxi nepridávajú veľa, no na papieri vyzerajú priaznivo). Súčasne sa zameriava na tradičné hybridy, plug-in hybridy a spaľovacie motory na e-palivá. Vodík pritom vidí ako kľúčový prvok, pričom ho chce využívať dvoma spôsobmi.

Ako funguje vodíkový pohon?

Prvou možnosťou je použitie vodíka na výrobu elektrickej energie prostredníctvom vodíkových palivových článkov – ako to vidíme v Toyote Mirai. V tomto prípade vodíkové články premieňajú vodík uložený v nádržiach na elektrinu, ktorá poháňa elektromotor.

Môže vodík nahradiť benzín?

Druhou možnosťou je spaľovanie vodíka priamo v spaľovacom motore. Áno, vodík sa dá použiť podobne ako benzín či LPG. Takéto riešenie predstavila Toyota aj na modeli GR Yaris, ktorého motor upravilo športové oddelenie GR vo Veľkej Británii. Zmeny zahŕňali nové vstrekovače prispôsobené na vodík, pričom samotný motor zostal takmer identický s benzínovou verziou. Najväčší podiel na úprave však mala optimalizácia softvéru a inštalácia špeciálnych vodíkových nádrží.

Výzvy a obmedzenia

Najväčšou výzvou v súčasnosti sú práve vodíkové nádrže. Ich veľkosť a robustnosť, nevyhnutná na zabezpečenie bezpečnosti pri vysokom tlaku (až 875 barov počas tankovania), zaberá značný priestor, čo je problém hlavne pri menších vozidlách. Napríklad v upravenom GR Yarise boli nádrže umiestnené na mieste zadných sedadiel, čím sa z auta stal prakticky dvojmiestny model. Jazdný zážitok však zostal na úrovni originálu.

Na otázku, či sa vodíkové nádrže dajú v budúcnosti zmenšiť alebo zvýšiť tlak, aby sa zachoval dojazd, inžinieri GR odpovedali skepticky. Jedným z teoretických riešení by mohlo byť použitie vodíka v kvapalnom stave, ktorý má oveľa vyššiu energetickú hustotu. To by umožnilo zmenšiť objem nádrží, no zároveň by si to vyžadovalo extrémne nízke teploty (-253 °C), špeciálne zariadenia na uchovávanie vodíka a dodatočnú energiu na ich prevádzku. Takéto riešenie by teda bolo technicky možné, no ekonomicky náročné.

Pri spaľovaní vodíka nevznikajú emisie CO₂, ale vznikajú oxidy dusíka, ktoré si vyžadujú použitie pokročilých (a nákladných) katalyzátorov. Celkové náklady na technológiu by tak mohli byť neúnosné pre bežného spotrebiteľa.

Aká je budúcnosť vodíka?

Podľa Toyoty budú v ére nulových emisií mestá preferovať malé elektromobily, zatiaľ čo vodíkový pohon (v podobe palivových článkov) nájde uplatnenie v autách určených na dlhšie trasy a v ťažkej doprave. Spaľovanie vodíka v tradičných motoroch môže naraziť na limity svojej účinnosti, ktorá dosahuje približne 40 %. Palivové články, ktoré premieňajú vodík priamo na elektrinu, sú oveľa efektívnejšie a praktickejšie – dokonca aj pre ťažkú dopravu.

Toyota však naďalej vyvíja rôzne technológie, aby si zákazníci mohli sami vybrať, čo im najviac vyhovuje. A hoci sa zdá, že spaľovacie motory budú postupne ustupovať, Toyota ukazuje, že cesta k zníženiu emisií nemusí nevyhnutne viesť len cez elektromobily. Riešení je viac a výber bude závisieť nielen od zákazníkov, ale aj od politických rozhodnutí. Na konci dňa tak nejde len o technológiu, ale o to, ako efektívne dokážeme znižovať uhlíkovú stopu – a Toyota ukazuje, že sa to dá rôznymi spôsobmi.

Redakcia Auto trendy.

Súvisiace články:

Šokujúce priznania mechanikov: Ktoré autá opravujú s radosťou a ktoré ich privádzajú do šialenstva?

Zachráňte svoj diesel! Ako správna údržba predlžuje životnosť vášho motora.

Prečo riskovať pokutu? Naučte sa kedy a ako používať zadné hmlové svetlá!

Ďakujeme, že ste si prečítali náš článok. Odporúčame vám sledovať nás v službe Google News a na Facebooku.