Vodik kot odgovor na zagato motorjev z notranjim zgorevanjem

30.12.2021

Ko v svetu avtomobilizma govorimo o vodiku, gre največkrat za gorivne celice v kontekstu proizvodnje električne energije za električni pogon. A obstaja tudi druga pot, ki ob pritiskih k opustitvi bencinskih in dizelskih pogonov pri mnogih proizvajalcih postaja vse bolj zanimiva.

Tisti z nekoliko boljšim spominom se boste še spomnili, da uporaba v odika pri motorjih z notranjim zgorevanjem ni novost. BMW je že leta 2005 izdelal model 750hL z motorjem V12, ki je lahko »kuril« tako vodik kot bencin. Žal je bila ideja mnogo pred svojim časom in kaj hitro se je nabralo ogromno tehtnih pomislekov za uporabo v velikoserijskem vozilu.

A časi se spreminjajo in danes smo zopet na točki, ko je obuditev ideje aktualna. V svetu tovornih vozil se z razvojem tovrstnih motorjev ukvarja več proizvajalcev, pri avtomobilistih pa je najbolj opazna Toyota. Ta sicer že velja za eno vodilnih podjetij na področju pogona na vodik, saj proizvaja serijski model mirai z gorivnimi celicami. Tokrat pa so koncept zgorevanja vodika poskusili uporabiti za dirkalni avtomobil corolla. Kot pravijo, prilagoditev klasičnega bencinskega motorja na vodik namreč ni tako zahtevna, kot se zdi. V glavnem gre le za drugačne injektorje in posodo za shranjevanje goriva.

Za razliko od bencinskega in dizelskega motorja, pri vodiku v izpuhu ni drugega kot vodna para. S tem se uvršča v kategorijo vozil brez škodljivih izpustov in je v očeh zakona enakovreden električnim. Vseeno pa ostaja šibka točka energijske učinkovitosti vodika, saj je že sama proizvodnja z rabo energije iz obnovljivih virov razmeroma potratna, potem sta tu še proces zgorevanja in prenos do koles, kjer strokovnjaki pravijo, da je učinek energenta le še približno 25-odstoten. To je le približno polovica tiste, ki jo nudi električni pogon.

Uporaba vodika kot neposrednega goriva pa je kljub temu dobila zalet, kar potrjuje tudi Mahle, ki je razvil inovativen injektor. Ta naj bi boljšo učinkovitost zgorevanja dosegel z inovativnim pristopom dodatne zgorevalne komore. Gre za manjši prostor pred valjem, kjer prvi injektor poskrbi za bogato mešanico vodika in zraka, da je vžig hiter in zanesljiv, plamen pa se nato razširi v »glavni« valj z revnejšo mešanico (in velikim kompresijskim razmerjem). S tem se zagotovi zanesljiv vžig, ki ga z revno mešanico ne bi mogli doseči, gledano v celem pa je v povprečni mešanici še vedno razmeroma malo vodika.

Čeprav vodik v tej vlogi za električnim pogonom še močno zaostaja, ima mnoge prednosti. Prva je razmeroma poceni tehnologija, ki bi jo zahteval (motorji bi v osnovi lahko ostali enaki), druga do drage in ekološko oporečne baterije, ki jih ne potrebuje, električni avtomobili pa jih. S tem povezan je tudi občutno krajši čas polnjenja rezervoarja, ki ga pri Toyoti opravijo v vsega treh minutah in nenazadnje tudi zvok motorja, na katerega pri električnih ne moremo računati. Slabost? Za zdaj jih je gotovo še nekaj, največja med njimi pa je potratna proizvodnja vodika, zaradi katere trenutno velja za enega bolj umazanih energentov.