Toyota Motor Manufacturing Poland - Producent napędów - Wodór jako doskonałe paliwo przyszłości

Innowacyjna technologia Toyoty została oparta o znany od wieków proces odwróconej elektrolizy wody. Ogniwa paliwowe Toyoty wykorzystują najczęściej występujący pierwiastek chemiczny we Wszechświecie – wodór, łącząc go z tlenem pozyskanym z powietrza. W wyniku tej prostej reakcji chemicznej powstaje energia zasilająca auto oraz jej efekt uboczny: czysta woda.

Zasada działania ogniw paliwowych

Konstrukcja ogniw paliwowych jest bardzo prosta: każde z nich składa się z dwóch elektrod i membrany polimerowej. Półprzepuszczalna membrana pozwala jedynie na dyfuzję protonów, wpuszczając do przestrzeni katodowej kationy wodorowe, które wchodzą w reakcję z anionami tlenkowymi. Elektrony z anody zostają skierowane do zewnętrznego obwodu elektrycznego, wytwarzając prąd potrzebny do zasilania urządzeń. Ogniwa paliwowe są bezobsługowe i nie podlegają zużyciu.

Opis procesu

Ogniwo paliwowe składa się z dwóch elektrod i membrany, która przepuszcza wyłącznie dodatnio naładowane cząsteczki wodoru. Protony wodoru łączą się z atomami tlenu, tworząc wodę. Elektrony zostają przekierowane do obwodu elektrycznego, tworząc prąd, który wprawia auto w ruch.

Ogniwo paliwowe z konwerterem FCPC

Nowy zestaw ogniw paliwowych jest lżejszy, mniejszy i bardziej wydajny niż w pierwszej generacji Toyoty Mirai, a umieszczenie go w przedniej części auta przełożyło się na lepszy rozkład masy i bardziej przestronną kabinę. Poprawiono również odporność na niskie temperatury, dzięki czemu auto szybciej uzyskuje pełną moc nawet przy przy -30°C.

Zbiorniki na wodór

Pojemne i lekkie zbiorniki zostały umieszczone poza kabiną pasażerską, pod podłogą auta dzięki czemu obniżono jego środek ciężkości. Pojemność 5,6 kg wodoru pozwala na pokonanie do 650 kilometrów. Mocna, wielowarstwowa konstrukcja zbiorników zapewnia bezpieczeństwo w każdej sytuacji.

Silnik elektryczny

Całkowicie przeprojektowany silnik elektryczny wraz z bardziej kompaktową baterią trakcyjną umieszczono nad tylną osią, co pozwoliło osiągnąć idealny rozkład masy (50:50) i przełożyło się na lepsze właściwości jezdne Toyoty Mirai.

Budowa auta

W przeciwieństwie do hybrydy pojazd zasilany wodorem nie potrzebuje silnika spalinowego. Zespół ogniw paliwowych wytwarza całą energię elektryczną potrzebną do poruszania i zasilania auta, czerpiąc wodór z trzech zbiorników umieszczonych pod podłogą pojazdu. Łączna waga paliwa w Toyocie Mirai to 5,6 kg. Dla porównania waga baterii auta elektrycznego o podobnych osiągach to 700 kg.

Wodór i hybryda - porównanie

Auto wodorowe dzieli z hybrydą 80% części. System przepływu i zarządzania energii jest taki sam jak w pojazdach z napędem hybrydowym.

Auto elektryczne na wodór

Ogniwa paliwowe

Zbiorniki na wodór

Części współdzielone

Przekładnia

Bateria trakcyjna

Jednostka sterująca
z inwerterem
i konwerterem

Silnik elektryczny

Zbiornik na paliwo

Silnik spalinowy

Hybrid

BEZPIECZEŃSTWO

Nowa Toyota Mirai to wzór bezpieczeństwa, czego dowodem jest zdobycie przez nią najwyższej oceny w testach zderzeniowych Euro NCAP. 5 gwiazdek to wynik wnikliwych badań nad bezpieczeństwem czynnym i biernym auta oraz szczegółowej analizy parametrów wpływających na ochronę użytkowników dróg. Pozytywną ocenę uzyskały ponadto wszystkie elementy napędu na wodorowe ogniwa paliwowe, potwierdzając tym samym, że są skonstruowane i rozmieszczone z myślą o jak największej odporności i bezpieczeństwie.

FAQ

Jak bezpieczne jest auto zasilane wodorem?

Odpowiedź:

Zbiorniki Toyoty Mirai wytrzymują ciśnienie większe o 225% od nominalnego, są odporne na zgniatanie, uderzenia, a nawet ostrzał z broni palnej. Dla zachowania maksymalnego bezpieczeństwa umieszczono je poza strefami zgniotu i poza przedziałem pasażerskim, a konstrukcję auta dodatkowo wzmocniono. W przypadku zderzenia specjalne zawory odcinają dopływ wodoru. W mało prawdopodobnej sytuacji rozszczelnienia zbiornika wodór natychmiast ulotni się specjalnymi kanałami odprowadzającymi.

Jak wygląda eksploatacja i obsługa auta wyposażonego w ogniwa paliwowe?

Odpowiedź:

Korzystanie z auta wyposażonego w ogniwa paliwowe nie wymaga od właściciela wykonywania żadnych dodatkowych czynności. Jazda, tankowanie i serwisowanie są takie same, jak w pojazdach z napędem tradycyjnym lub hybrydowym.

Ile trwa tankowanie wodoru?

Odpowiedź:

Zatankowanie Toyoty Mirai do pełna, podobnie jak tankowanie auta z silnikiem benzynowym, zajmuje zazwyczaj około 5 minut.

Czy samochód zasilany wodorem można parkować w garażu podziemnym?

Odpowiedź:

Tak. W przeciwieństwie do samochodów wyposażonych w instalację LPG lub CNG, wodór jest 14 razy lżejszy od powietrza i bezproblemowo ulatnia się, nie powodując zagrożenia. Pojazdem napędzanym wodorem można wjeżdżać do garaży zamkniętych, podziemnych i stref wyłączonych dla ruchu pojazdów spalinowych.

W jaki sposób pozyskiwany jest wodór?

Odpowiedź:

Wodór to wysoce energetyczne paliwo, które może być produkowane bez śladu węglowego. Obecnie najbardziej popularne metody pozyskiwania wodoru to reforming parowy gazu ziemnego oraz elektroliza wody.

Czy w Polsce można tankować wodór?

Odpowiedź:

Do użytku od 2023 roku oddane zostały cztery stacje tankowania wodoru: w Warszawie, Rybniku, Gdańsku oraz Poznaniu. Infrastruktura nadal się rozwija i na 2024 i 2025 są planowane kolejne otwarcia stacji na terenie Polski (m.in. w Katowicach, Lublinie czy Wrocławiu).

Przyszłość wodoru