Gorivne celice: alternativni pogon prihodnosti

Gorivne celice se vse bolj uveljavljajo kot možno pogonsko sredstvo. Pri Oplu predvidevajo, da bodo do leta 2010 bencinskim in dizelskim motorjem odškrtnile že 10 odstotkov trga. V primerjavi s konvencionalnimi motorji z notranjim izgorevanjem namreč oddajajo v okolje kar za polovico manj ogljikovega dioksida in ne proizvajajo praktično nič škodljivih dušikovih oksidov in žveplovega dioksida. In ker gorivne celice oskrbujejo z energijo elektromotor, je tudi hrup močno zmanjšan.

Zato ne preseneča, da se pri Oplu že nekaj časa ukvarjajo z razvojem gorivnih celic. Prvi Oplov avto, opremljen z gorivnimi celicami, naj bi bil na voljo leta 2004. Po zmogljivostih bo primerljiv z avtomobili z običajnimi motorji, za njimi pa ne bo zaostajal niti v prostornosti, saj razvojniki predvidevajo, da jim bo velikost pogonskih komponent do takrat uspelo zmanjšati. Z vpeljavo gorivnih celic pa bo Opel tudi prispeval svoj delež pri izpolnjevanju obljube evropskih avtomobilskih proizvajalcev, da bodo do leta 2008 zmanjšali emisijo ogljikovega dioksida za 25 odstotkov.

Da bi zagotovili primerno gorivo za avtomobile z gorivnimi celicami, se je Opel (General Motors) pred dvema letoma povezal z naftno družbo Exxon/Esso. Glavni poudarek je bil na proizvodnji kvalitetnega goriva, ki bo prispevalo k nizkim vsebnostim ogljikovega dioksida v izpuhu, in na izgradnji obsežne mreže črpalk. Gorivne celice lahko uporabljajo široko paleto goriv - od metanola, ki se ga pridobiva iz zemeljskega plina (surovine, ki jo je za enkrat še v izobilju) in bencina z znižano vsebnostjo ogljika, do sintetičnih goriv.

Metanol se v pretvorniku pretvori v vodik, ki nato vstopa v blok gorivnih celic. V blok je speljan tudi vod zraka (vir kisika). Prevodna folija (elektrolit) v gorivni celici preprečuje, da bi vodik in kisik prišla v neposredni stik, saj bi to vodilo do eksplozije. Skozi folijo lahko prehajajo samo pozitivno nabiti delci vodikove molekule - protoni. Negativne elektrone vodikove molekule pa folija zadrži. Protoni na drugi strani reagirajo z delci kisika. Prebitek elektronov na vodikovi strani in njihov primanjkljaj na kisikovi strani elektrolitske folije privedeta do nastanka pozitivnega in negativnega pola, med katerima steče električni tok. Gorivna celica je z obeh strani zaprta z bipolarnima ploščama. Plošči dovajata preko labirintnega sistema kanalov vodik oz. kisik do folije. Poleg tega pa odvajata toploto, ki nastane pri reakciji med vodikom in kisikom - rezultat je namreč vodna para - in vzpostavljata električni tok s sosednjo celico. Z združitvijo velikega števila gorivnih celic v blok nastane zadostna energija za pogon elektromotorjev. Regulacija energije je preprosta. S pritiskanjem stopalke za plin se uravnava dotok vodika in na ta način dozira potrebno energijo (burnost reakcije).

Poleg koristi na okoljevarstvenem področju, saj gresta v okolico le voda, ki nastaja med reakcijo v celici in ogljikov dioksid - ostanek po pretvorbi metanola v vodik - bodo gorivne ce lice omogočale tudi oblikovno pester razvoj motornih vozil. Trend zmanjševanja velikosti elektronskih komponent zagotavlja namreč kompaktnost pogonskega dela. Tako bo mogoče posamezne module sistema gorivnih celic, kot so pretvornik, ki pretvarja gorivo v vodik, pogonski elektromotorji, krmilna enota, zračni kompresor in rezervoar, zelo plosko namestiti na dno vozila, ali pa, združene v zelo majhno enoto, v prednji del vozila. Tudi konstrukcija štirikolesnega pogona se bo poenostavila in pocenila, saj bo lahko gorivna celica z energijo oskrbovala štiri elektromotorje nameščene v bližini koles.

Oplovi oblikovalci so predstavili tudi že svoje skice roadsterjev, pick-upov in kombijev prihodnje generacije avtomobilov z gorivnimi celicami, ki bodo zaradi modularne gradnje pogonskega sistema omogočali še več okretnosti in prilagodljivosti kot obstoječi avtomobili. Po zaslugi gorivnih celic pa bodo tudi manj škodljivi za okolje in bodo nudili ugodno razmerje med ceno in zmogljivostmi.

revija Avto, Marec 1999