Od misji Apollo po wodorowy pociąg, czyli wodór w roli głównej

Napęd wodorowy wydaje się być technologią ultranowoczesną. To jednak nie do końca prawda. Sama technologia została opracowana pod koniec XIX wieku, a po raz pierwszy inżynierowie wykorzystali ją w praktyce już w połowie lat sześćdziesiątych ubiegłego stulecia. To wtedy ogniwo pojawiło się na pokładzie promu kosmicznego, biorącego udział w amerykańskiej misji Apollo. Teraz z kolei trafia do szeroko pojętego transportu.

Jak wspomnieliśmy na wstępie, ogniwo wodorowe nie jest najnowszym krzykiem technologicznej mody. Jego koncepcja narodziła się w roku 1838. Początkowo inżynierowie nie do końca potrafili zbudować w pełni funkcjonalny model. Zadanie to udało się wykonać dopiero sto lat później. Brytyjczyk, Francis Thomas Bacon zaprezentował wówczas ogniwo o mocy 5 kW. I choć wydarzenie to stało się kamieniem milowym w kwestii wykorzystania reakcji łączenia tlenu i wodoru do uzyskania energii elektrycznej, minęło kilka lat, zanim naukowcy znaleźli zastosowanie dla tej technologii.

NASA i misja kosmiczna Apollo: oto pionierzy ogniwa wodorowego!


Gdzie po raz pierwszy pojawiło się w pełni sprawne ogniwo paliwowe? W połowie lat sześćdziesiątych XX wieku zostało ono zamontowane na pokładzie promu kosmicznego, biorącego udział w misji Apollo. Jaka była jego zaleta? W jednej reakcji tworzyło prąd, energię cieplną i wodę. A te wartości w kosmosie były wprost nieocenione. Choć świat już wtedy mógł się przekonać o potężnych zaletach ogniwa paliwowego, rozwiązanie na razie nie miało szans na szeroką popularyzację. Powód był dość prozaiczny i jak często bywa – dotyczył pieniędzy. W XX wieku technologia okazała się horrendalnie droga. Poza amerykańskim programem kosmicznym z abstrakcyjnym budżetem nie miała zatem żadnych szans w starciu z twardymi realiami rynkowymi.

A kiedy ogniwo wodorowe pojawiło się w motoryzacji? Tak naprawdę pierwszy prototyp pojazdu o napędzie wodorowym został zaprezentowany dość szybko – bo już w roku 1966. GM Electrovan otrzymał niezwykle sympatyczną “twarz”. Niestety wdrożenie modelu do seryjnej produkcji było tylko mrzonką. Takich szans nie miały również prototypy zaprezentowane w latach dziewięćdziesiątych XX wieku chociażby przez Mercedesa. Decydowały o tym dominujące trendy. Owszem, koncepcja pokładowej elektrowni wydawała się niezwykle interesująca. Z drugiej strony w realiach, w których nikt głośno nie mówił o problemie smogu, a benzyna bezołowiowa kosztowała niewiele powyżej 2 złotych za litr (lata 90.), poszukiwanie ekologicznych źródeł napędu było koncepcją funkcjonującą wyłącznie na zasadzie ciekawostki.

Ogniwo wodorowe zaczęło być traktowane poważnie na rynku motoryzacyjnym dopiero na początku nowego millenium. To moment, od którego walka o redukcję emisji szkodliwych związków przez auta stała się naprawdę istotna, a producenci zaczęli poszukiwać rozwiązań, mogących stać się realną alternatywą dla silnika spalinowego i postawili na napęd elektryczny. Na efekty nie trzeba było długo czekać. W 2014 roku światło dzienne ujrzał pierwszy seryjnie produkowany samochód wodorowy na świecie – Toyota Mirai. Ogniwo zauroczyło nie tylko inżynierów z sektora moto. Jego zalety dość szybko odkryli także twórcy z innych gałęzi transportowych, w tym pracujący dla firm produkujących autobusy, a nawet… pociągi.

Ballard P1 – tak zaczęła się historia wodorowych środków transportu zbiorowego


Historia wodorowych autobusów zaczęła się w 1991 roku. To wtedy w Kanadzie pokazany został bus o nazwie Ballard P1. W 1994 roku w Brukseli pojawił się kolejny projekt – eksperymentalny model o nazwie Ansaldo, który elementy układu napędowego woził w specjalnej przyczepie. W nowym millenium wdrożono programy testowe autobusów napędzanych ogniwem paliwowym w wielu krajach – w tym m.in. w Australii, Brazylii, Chinach, Niemczech, Islandii, Włoszech, Japonii, Holandii czy Norwegii. Całkiem niedawno, bo w 2018 roku technologia zrobiła kolejny krok. Dwa niemieckie miasta – Kolonia i Wuppertal – złożyły rekordowe zamówienie na autobusy wodorowe. W sumie produkująca je firma Van Hool ma dostarczyć ich włodarzom aż 40 takich pojazdów.

A co z pociągami? Koncepcja polegająca na wyposażeniu pojazdu szynowego we własną elektrownię zasilaną wodorem po raz pierwszy zmaterializowała się w 2003 roku. To wtedy zaprezentowana została blisko 4-tonowa lokomotywa skierowana do pracy w kopalni. Cztery lata później East Japan Railway Company pokazał koncepcyjny model pociągu skierowanego na rynek pasażerski. Duży krok naprzód zrobili w 2012 roku naukowcy z Uniwersytetu Birmingham. Zaprezentowali oni zminiaturyzowaną wersję ogniwa wodorowego, zaprojektowanego z myślą o kolei. Model miał posłużyć do dalszych testów i rozwinięcia koncepcji, która w przyszłości mogłaby zostać wykorzystana komercyjnie.

Pierwszy na świecie pociąg,  korzystający z napędu wodorowego pojawił się we wrześniu 2018 roku w Niemczech. Pojazd porusza się po 100-kilometrowej trasie przebiegającej wzdłuż Dolnej Saksonii. Coradia iLint, choć zawitał do Germanii, jest projektem francuskiej firmy Alstom. Jego najważniejsze zalety? Oczywiście do napędu służą zeroemisyjne silniki elektryczne. Poza tym jako, że pociąg posiada pokładową elektrownię, nie wymaga budowy sieci trakcyjnej, a na w pełni zatankowanych zbiornikach wodoru może pokonać nawet 1000 kilometrów. W fazie testowej pojawi się 14  sztuk Coradia iLint. Trafią one na trasy do 2021 roku. Idąc za niemieckim przykładem, zainteresowanie ekologicznym środkiem transportu zapowiedziały już inne kraje, w tym Wielka Brytania, Dania, Norwegia, Włochy i Kanada.

Najczęściej czytane

EMP pokaże prototypy polskiego „elektryka”. Premiera odbędzie się online.

Czytaj więcej

Projekt polskiej marki samochodów elektrycznych może pobudzić krajową gospodarkę

Czytaj więcej

Czy auto elektryczne ma standardowy akumulator 12V?

Czytaj więcej

Jak będą wyglądać pierwsze polskie samochody elektryczne? [film]

Czytaj więcej

Izera. Milion powodów, by jechać dalej

Czytaj więcej

Gdzie i kiedy można obejrzeć premierę polskiej marki motoryzacyjnej? ElectroMobility Poland ujawnia szczegóły transmisji

Czytaj więcej