Vodík bezpečnější než benzín

Před třemi lety se pohyboval celkový počet prototypů aut na vodík v celém světě okolo šesti stovek. Dnes jich už je přes tisíc, což však neznamená žádný průlom. „Důležité je dostat tuto technologii do sériové výroby, a to vidím v současné chvíli, především z finančních důvodů, velice skepticky. Na průlom ve vodíkové energetice si ještě počkáme,“ prohlašuje Zdeněk Porš, absolvent ČVUT v Praze a český odborník zabývající se ve výzkumném centru v německém Jülichu vývojem palivových článků. Svůj doktorát získal na Technické univerzitě Cáchy a je autorem dvou patentů a dvou patentových přihlášek v oboru palivových článků.

Podle Zdeňka Porše zájem průmyslu o palivové články velice kolísá. Konkrétně se totiž v Evropě dělá pro finanční podporu výzkumu čím dál méně. Požaduje se okamžitý zisk, výzkum však přináší ovoce až po letech. „Druhým problémem budoucího vodíkového hospodářství v dopravě je absence infrastruktury. Počet čerpacích stanic se dá nyní spočítat na prstech jedné ruky a o masovém rozvoji vodíkového automobilizmu, jenž si vyžádá v dalších letech miliardové investice, nemůže být řeči,“ zdůrazňuje Porš. Problémy přechodu na vodíkové hospodářství mají především ekonomický charakter. Skoro každá automobilka už představila prototyp vodíkového vozu, zdá se ale, že jim spíš slouží pro budování image ekologické firmy – a do finančního rizika masové výroby se nehrnou.

Koncepci prvního palivového článku vytvořil v roce 1839 britský soudce, vědec a vynálezce sir William Robert Grove, který zjistil, že lze vyrábět elektřinu procesem inverzním k elektrolýze vody. Termín palivový článek použili poprvé Ludwig Mond a Charles Langer, kteří se v roce 1899 pokusili vytvořit funkční článek pracující se vzduchem a svítiplynem. V 60. letech minulého století použil americký Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA) palivové články vyrobené firmou Pratt & Whitney jako zdroj elektřiny pro vesmírné moduly Apollo.

I přes řadu objektivních překážek má dnes vodík předpoklady stát se palivem budoucnosti. Při spalování nebo v palivových článcích produkuje pouze vodní páru, celkový rozsah emisí závisí na tom, jakým způsobem se vyrábí. Jako surovina se používá zemní plyn, smysluplnou alternativu však představují i vysokoteplotní jaderné reaktory. Podle někdejšího šéfa Ústavu jaderného výzkumu v Řeži Františka Pazdery, na náhradu ropných paliv v tuzemské dopravě by stačilo sedm tisícimegawattových bloků. Jejich výhodou navíc bude i to, že dokáží „spálit“ i současný jaderný odpad, který se jinak musí skladovat po statisíce let v podzemních úložištích. Masový nástup vodíku, jejž Pazdera očekává po roce 2030, bude záviset na společenské a zejména ekonomické přijatelnosti.

K výhodám palivových článků patří vysoká účinnost energetické transformace v důsledku přímé přeměny chemické energie paliva na energii elektrickou, velmi nízké emise škodlivin (o několik řádů nižší než u ostatních technologií spalování fosilních paliv), dlouhé periody mezi občasnými poruchami, možnost použití množství různých upravených plynných paliv. Předností je i takřka nehlučný provoz v důsledku absence pohyblivých částí (s výjimkou doprovodných zařízení, jako jsou dmychadla, kompresory apod.).
Na druhou stranu vodík přináší i jisté bezpečnostní problémy, neboť se snadno vznítí. Při samovolném úniku se však velmi rychle rozptýlí v okolí pod hranici výbušnosti. Srovnávací testy hořícího auta s trhlinou v nádrži na vodík a na benzín navíc ukázaly, že klasické palivo může být daleko nebezpečnější. Na stranu nevýhod vodíku se řadí i citlivost k některým příměsím v palivu, případně v okysličovadle, vysoké investiční náklady, dosud příliš nízká životnost a fakt, že účinnost klesá s dobou provozu.

Jak dokládají výzkumy v Jülichu, na pořadu dne je nejen vodík ale i metanol. Za zmínku stojí nízkozdvižný přípravný vozík fy Jungheinrich, v němž olověné akumulátory nahradily speciálně vyvinuté metanolové palivové články. Díky nim se ušetří čas na nabíjení akumulátorů a jejich výměnu. Do výroby má přijít v roce 2011. Metanol má oproti vodíku řadu bezpečnostních a logistických výhod: skladování, transport a manipulace s ním jsou prakticky bezproblémové a byť je při požití jedovatý, nepředstavuje v porovnání s ostatními druhy paliv větší riziko – a navíc není karcinogenní.

Pramen: Zdeněk Porš, 3. pól, http://www.3pol.cz/index.asp?clanek&view&181
Kontakt: z.pors@fz-juelich.de
Tel.: +492461/61-5322

Foto: archiv