Vodík jako palivo to nevzdává

Automobily poháněné vodíkem jsou stále na silnicích bílými vránami. Důvodem může být, že jde o nejsložitější technologii, která je dosud k pohonu aut testovaná. Tedy, myšlena je varianta, kdy se vodík uložený v tlakových návržích mění v palivových článcích na elektřinu a ta se pak používá v elektromotorech k samotnému pohonu.

Existuje totiž ještě, také používaná možnost, spalovat vodík ve spalovacím motoru, podobně jako benzín nebo naftu. Takto jsou poháněny dokonce závodní automobily, o kterých jsme dříve již psali.

Snahou výrobců je, aby palivové články nové generace po 30 letech výzkumu a vývoje nabídly delší životní cyklus, delší reálný dojezd vozidel a výrazně nižší náklady. Mezi ně patří i Toyota, která vyvíjí a nabízí různá řešení pohonu – hybridní elektrický, plug-in hybridní, bateriový elektrický, palivové články a e-paliva. Ta předpokládá, že Evropa bude do roku 2030 jedním z největších trhů s vodíkovými palivovými články včetně stabilního rozvoje různých aplikací v oblasti mobility a výroby elektrické energie.

Nyní testuje britské zastoupení automobilky Toyota ve svém závodu v anglickém hrabství Derbyshire další variantu, tentokrát v provedení pick-up. Po uvedení prvního prototypu vozidla v září 2023 bylo zatím vyrobeno 10 prototypů modelu Hilux, poháněných palivovými články. Pět vozidel v současnosti absolvuje provozní zkoušky na bezpečnost, jízdní schopnosti, funkčnost a odolnost včetně shromažďování údajů z testovacích jízd za reálných provozních podmínek.

Pět dalších vozidel bylo nasazeno do poloprovozu se zapojením zákazníků a zástupců médií včetně uplatnění během nadcházejících olympijských a paralympijských her v Paříži 2024.

Toyota Hilux

Hilux již od své premiéry v roce 1968 mnohokrát prokázal své možnosti. Ať již při úspěšném dobývání severního pólu, zdolávání sopek Islandu, překonávání Antarktidy či třech účastech na Rallye Dakar.

Z vnějšího pohledu má Hilux na palivové články tytéž rozměry a vzhled jako nejnovější model Toyoty Hilux. V provedení Extra Cab je 5325 mm dlouhý, 1855 mm široký a 1810 mm vysoký, ale pod karoserií se ukrývá technologie palivových článků od Toyoty.

Tuto technologii Toyota průběžně zdokonaluje již od roku 1992. V roce 2015 se model Mirai stal celosvětově prvním sériově vyráběným sedanem na vodíkové palivové články (články Toyota první generace). V novém modelu Mirai, uvedeném o pět let později, se představila druhá generace palivových článků, která přispěla k prodloužení dojezdu o 30 procent, tedy přibližně na 650 km.

Hilux na palivové články by měl mít dojezd až 600 km – tedy více, než by bylo možné dosáhnout s bateriovým systémem pohonu. Další výhodou je, že díky nízké hmotnosti vodíku má vůz vyšší užitečnou hmotnost a vyšší tažnou kapacitu než jiné alternativy.

Vodík je uložen ve třech vysokotlakých zásobnících s kapacitou po 2,6 kg; celková kapacita tak činí 7,8 kg. Zásobníky jsou zabudovány do žebřinového rámu vozidla.
Sada palivových článků na bázi polymerního elektrolytu obsahuje 330 článků a je upevněna nad přední nápravou. Hilux s palivovými články má pohon zadních kol prostřednictvím elektromotoru na zadní nápravě; ústrojí disponuje maximálním výkonem 134 kW (182 k) a nejvyšším točivým momentem 300 Nm.

Lithium-iontová hybridní baterie, do níž se ukládá elektřina vyráběná pomocí palivových článků, je zabudována pod ložnou plochu pick-upu nad vodíkovými zásobníky. Nezabírá tak žádné místo v kabině.

Projekt běží už dva roky

Projekt prototypu modelu Hilux na vodíkové palivové články byl zahájen na začátku roku 2022 zpracováním studie proveditelnosti. Podílely se na ní společnosti TMUK a TME a podařilo se podařilo získat finanční dotaci britské vlády prostřednictvím Centra pro pokročilé pohony (APC), neziskové organizace podporující vývoj čistších technologií a nových koncepcí v oblasti mobility.

Od července 2022 od ledna 2023 pak probíhal intenzivní program konstrukce a vývoje s dalšími partnery konsorcia – společnostmi Ricardo, ETL, D2H Advanced Technologies, Thatcham Research – a za dodatečné podpory ze strany Toyota Motor Corporation.

Od února do května 2023 probíhala výroba dílů včetně svařování podvozkového rámu. Od června do července 2023 probíhala výroba prvního prototypu. Od července do prosince 2023 vzniklo devět dalších prototypů a následovala důkladná fáze vyhodnocování včetně zkušební stolice a testování na testovací trati.

Uvedená desítka prototypů nyní absolvuje provozní zkoušky se spoluúčastí zákazníků; testováním Hiluxu s palivovými články bude poslední fáze výzkumného a poloprovozního projektu uzavřena.

Toyota začala vývoj vodíkových palivových článků v roce 1992

Toyota zahájila vývoj vodíkových palivových článků v roce 1992. Aktuálně probíhá více než 20 projektů spolupráce na poli vodíku s dalšími partnery. Jedná se například o pětiletý zkušební projekt vodíkových nákladních vozidel VDL s cílem dekarbonizovat logistické operace Toyoty a podpořit další rozvoj udržitelné vodíkové infrastruktury napříč Evropou.

Od července 2021 pak Toyota pod společnou značkou s partnerskou firmou CaetanoBus vyrábí autobusy poháněné palivovými články; francouzská firma GCK s využitím modulů palivových článků od Toyoty konvertuje deset naftových dálkových autobusů na autobusy s nulovými výfukovými emisemi. Ty budou zajišťovat dopravu pro více než 5000 návštěvníků během olympijských a paralympijských her Paříž 2024.

Výsledkem spolupráce s norskou společností Corvus je jeden ze systémů palivových článků pro odvětví námořní dopravy. Toyota dále ve spolupráci se společností Energy Observer vytvořila první vodíkem poháněné plavidlo nezávislé na vnějším zdroji energie.

Palivové články Toyota se používají i mimo oblast mobility; jedná se například o modulární palivové články, použité k osvětlení Eiffelovy věže v Paříži.

 

Zdroj: TOYOTA CENTRAL EUROPE-CZECH