Palivové články realitou
Palivové články, pokládané donedávna spíše za vědeckou kuriozitu, stále více pronikají do průmyslu, energetiky i dopravy. V roli kompaktních a mobilních zdrojů elektrické energie se s nimi setkáváme od počátku 21. století. Jejich současnou popularitu dokládají desítky pilotních projektů automobilek, které je instalují namísto dosavadních akumulátorů v hybridních automobilech a elektromobilech.
Největší překážkou uplatnění palivových článků v praxi byla dosud vysoká cena produkované kWh. Důvodem byla skutečnost, že průmyslově se vodík v současné době musí složitě získávat elektrolýzou vody nebo rozkladem zemního plynu. K tomu je samozřejmě nutná elektrická energie – a ta je při současném složení energetického „mixu“ nejen drahá, ale i krajně neekologická. Naděje na levnější výrobu vodíku elektrolýzou vody pomocí „čisté“ solární energie při rozsáhlých pokusech ukončených roku 2002 v Německu v rámci projektu Solar‑Wasserstoff navzdory pokročilým typům fotovoltaických článků, elektrolyzérů i zkapalňovačů vodíku zklamaly. Kilometr jízdy jinak lákavým a ekologicky čistým „vodíkovým“ BMW v závěrečné bilanci vyšel až třicetkrát dráž, než při jízdě automobilem s benzínovým motorem.
Palivový článek ve službách logistiky
Kromě pokusů s „vodíkovým“ BMW v laboratořích Solar‑Wasserstoff v Neunburgu poprvé vyzkoušeli i méně atraktivnější vozidlo – dílenský vysokozdvižný elektrický vozík, který místo elektřiny z tradičního akumulátoru pohání elektřina z vestavěného palivového článku PEM. Zásoba vodíku (2,32 kg) v článku o velikosti cestovního kufru postačila k trvalému výkonu 10 kW.
Myšlenka nahradit nízkoteplotním palivovým článkem u podobných vozíků používaných v uzavřených halách těžký akumulátor, který je nutné každou směnu několik hodin nabíjet, zaujala řadu výrobců. Nahradit akumulátor kompaktním palivovým článkem a tlakovou nádrží na plynný nebo zkapalnělý vodík nečinilo, jak se ukázalo, technické problémy. V současné době jezdí na světě – zejména v USA, Kanadě a Japonsku – podle sdělení EHA (European Hydrogen Association) nejméně 2 000 elektrických tahačů a nízkozdvižných i vysokozdvižných vozíků, které využívají k pohonu elektřinu z palivových článků.
V Hannoveru se představil Fronius
Na letošním hannoverském veletrhu CeMAT 2011 předvádělo vozíky poháněné palivovými články nejméně 5 evropských společností. Jen jediná z nich – rakouský Fronius – je ale pohání vodíkem, který si ve svém závodě v Sattledtu vyrábí vlastní elektřinou z fotovoltaických článků umístěných na střeše haly. Celkový výkon fotovoltaických článků je 604 kWp .
Firma Fronius v rámci projektu HyLog Fleet (Vodíkem poháněné logistické systémy) spolu s divizí Linde Material Handling zahájila sériovou výrobu elektrických tahačů Linde P30C o tažné síle 3 tuny. V prostoru pro akumulátory mají tahače uložen 125 kg těžký kompaktní palivový článek Fronius Energy Cell 25 F s výstupním elektrickým výkonem 2 kW. Článek je napájen vodíkem čistoty 5.0 (vodík třídy 5.0 má čistotu 99,9995 %, podrobnosti posuzovatel najde na internetu pod: H2WEB‑zaměřeno na vodík) pod tlakem 5 až 15 bar, který přepouští redukční ventil ze zasunuté kartuše plněné pod tlakem 350 bar. Při plném výkonu článek spotřebovává 150 g vodíku za hodinu a musí být chlazen integrovaným ventilátorem. Vyrobený stejnosměrný proud o napětí 30 V pohání elektromotory pro pohon trakčních kol.
Snadná obsluha, důraz na bezpečnost a ekologii
Testování probíhá přímo v moderním závodě Fronius v rakouském Sattletu. Vyrobený vodík se stlačuje na 350 bar a uskladňuje se v tlakovém zásobníku plnírny; ta je součástí výrobní haly. Vozíky proto nemusejí, tak jako v jiných „vodíkových“ projektech, zajíždět do samostatné tankovací stanice umístěné mimo tovární halu. Bezpečnostním hliníkovým pláštěm chráněná kartuš ve tvaru válce s 11,5 litry vodíku se po upevnění na hrdlo naplní během 5 minut. Obsluha vozíku ji poté zasune do boxu vozíku v místě, kde standardní akumulátorové vozíky mají uložen akumulátor.
Oproti vozíkům poháněným spalovacími motory vodíkové tahače a vozíky nezatěžují okolí škodlivými exhaláty (CO, CO2, SO2, prach a nespálené uhlovodíky). Jediným hlukem, který vozík vydává, je chod ventilátoru. Jediným odpadem je čistá voda, které palivový článek vyprodukuje za hodinu asi 2 litry.
Poznámka: 1 g vodíku zaujímá za teploty 20 °C objem asi 12 litrů při atmosférickém tlaku (1 bar); při vyšším tlaku má objem úměrně menší.
Palivový článek ve službách logistiky
Kromě pokusů s „vodíkovým“ BMW v laboratořích Solar‑Wasserstoff v Neunburgu poprvé vyzkoušeli i méně atraktivnější vozidlo – dílenský vysokozdvižný elektrický vozík, který místo elektřiny z tradičního akumulátoru pohání elektřina z vestavěného palivového článku PEM. Zásoba vodíku (2,32 kg) v článku o velikosti cestovního kufru postačila k trvalému výkonu 10 kW.
Myšlenka nahradit nízkoteplotním palivovým článkem u podobných vozíků používaných v uzavřených halách těžký akumulátor, který je nutné každou směnu několik hodin nabíjet, zaujala řadu výrobců. Nahradit akumulátor kompaktním palivovým článkem a tlakovou nádrží na plynný nebo zkapalnělý vodík nečinilo, jak se ukázalo, technické problémy. V současné době jezdí na světě – zejména v USA, Kanadě a Japonsku – podle sdělení EHA (European Hydrogen Association) nejméně 2 000 elektrických tahačů a nízkozdvižných i vysokozdvižných vozíků, které využívají k pohonu elektřinu z palivových článků.
V Hannoveru se představil Fronius
Na letošním hannoverském veletrhu CeMAT 2011 předvádělo vozíky poháněné palivovými články nejméně 5 evropských společností. Jen jediná z nich – rakouský Fronius – je ale pohání vodíkem, který si ve svém závodě v Sattledtu vyrábí vlastní elektřinou z fotovoltaických článků umístěných na střeše haly. Celkový výkon fotovoltaických článků je 604 kWp .
Firma Fronius v rámci projektu HyLog Fleet (Vodíkem poháněné logistické systémy) spolu s divizí Linde Material Handling zahájila sériovou výrobu elektrických tahačů Linde P30C o tažné síle 3 tuny. V prostoru pro akumulátory mají tahače uložen 125 kg těžký kompaktní palivový článek Fronius Energy Cell 25 F s výstupním elektrickým výkonem 2 kW. Článek je napájen vodíkem čistoty 5.0 (vodík třídy 5.0 má čistotu 99,9995 %, podrobnosti posuzovatel najde na internetu pod: H2WEB‑zaměřeno na vodík) pod tlakem 5 až 15 bar, který přepouští redukční ventil ze zasunuté kartuše plněné pod tlakem 350 bar. Při plném výkonu článek spotřebovává 150 g vodíku za hodinu a musí být chlazen integrovaným ventilátorem. Vyrobený stejnosměrný proud o napětí 30 V pohání elektromotory pro pohon trakčních kol.
Snadná obsluha, důraz na bezpečnost a ekologii
Testování probíhá přímo v moderním závodě Fronius v rakouském Sattletu. Vyrobený vodík se stlačuje na 350 bar a uskladňuje se v tlakovém zásobníku plnírny; ta je součástí výrobní haly. Vozíky proto nemusejí, tak jako v jiných „vodíkových“ projektech, zajíždět do samostatné tankovací stanice umístěné mimo tovární halu. Bezpečnostním hliníkovým pláštěm chráněná kartuš ve tvaru válce s 11,5 litry vodíku se po upevnění na hrdlo naplní během 5 minut. Obsluha vozíku ji poté zasune do boxu vozíku v místě, kde standardní akumulátorové vozíky mají uložen akumulátor.
Oproti vozíkům poháněným spalovacími motory vodíkové tahače a vozíky nezatěžují okolí škodlivými exhaláty (CO, CO2, SO2, prach a nespálené uhlovodíky). Jediným hlukem, který vozík vydává, je chod ventilátoru. Jediným odpadem je čistá voda, které palivový článek vyprodukuje za hodinu asi 2 litry.
Poznámka: 1 g vodíku zaujímá za teploty 20 °C objem asi 12 litrů při atmosférickém tlaku (1 bar); při vyšším tlaku má objem úměrně menší.
Nízkoteplotní vodíkový palivový článek Fronius s užitečným výkonem 2 kW, s autonomním chlazením integrovaným ventilátorem
Závod Fronius v rakouském Sattledtu – první továrna na světě využívající solárně-vodíkovou logistiku
Pouhých 5 minut stačí k naplnění kartuše vodíkem stlačeným na 350 bar
Kartuše se stlačeným vozíkem se jednoduše natlačí na ventil palivového článku
Nízkozdvižný vidlicový vozík NAT (National Hydrogen Assotiation) poháněný vodíkovým palivovým článkem, s nosností 2,5 tuny
Pošli odkaz na článek
