Przełom we wzroście wydajności ogniw paliwowych dla samochodów ciężarowych
Zespół naukowców z University of Maryland (UMA), pod kierownictwem prof. Erica Wachsmana, dyrektora Energy Research Center w UMA, opracował ogniwa paliwowe o dużej wydajności. Należą one do grupy ogniw paliwowych ze stałym tlenkiem SOFC (ang. Solid Oxide Fuel Cell).
W odróżnieniu od klasycznych ogniw paliwowych, do zasilania których konieczny jest wodór, ogniwa tego typu pracują na różnych rodzajach paliwa - na oleju napędowym, benzynie, czy zwykłym gazie ziemnym. Dotąd ten typ ogniw stosowany był w wielkich generatorach prądotwórczych, wytwarzających energię w budynkach, magazynach czy nawet bazach wojskowych. W innych zastosowaniach uznawano je za niepraktyczne. Mimo wysokiej wydajności miały one duże rozmiary i pracowały w wysokich temperaturach – około 900 st. C.
Badacze z UMA zmienili konstrukcję ogniw SOFC. Nowe ogniwa produkują 10 razy tyle energii, co zwykły silnik spalania wewnętrznego o takich samych rozmiarach. Obniżono także temperaturę pracy, co umożliwiło zastosowanie tańszych materiałów oraz zmniejszono czas rozgrzewania ogniwa, co jest konieczne do rozpoczęcia pracy. Osiągnięto ten efekt, tworząc ogniwa z wielowarstwowym elektrolitem stałym, zamiast jak dotąd budować ogniwa cienkimi warstwami elektrolitu, co zmniejszało temperaturę pracy, ale także i wydajność ogniwa.
Jak powiedział „Technology Review” prof. Wachsman, nowe ogniwa pracują w temperaturze 650 st. C, a zespół badawczy zmierza do obniżenia tej temperatury do 350 st. C., aby można je było zastosować w samochodach. Rozdzielenie ogniw o niższej temperaturze będzie, według Wachsmana, proste, zwłaszcza że każda cela ogniwa ma 10 cm wysokości.
Nawet przy tych usprawnieniach, nowy typ ogniw nie może być uruchamiany natychmiast i zmiany trybu pracy, normalne dla jazdy samochodem, skracają znacznie czas jego użytkowania. Jak twierdzą naukowcy, potrzebne będzie dodanie baterii akumulatorów, podobnie jak do silnika spalania wewnętrznego. Umożliwi to stały tryb pracy ogniw i wspomaganie silnika, kiedy potrzebna będzie większa moc, np. przy przyspieszaniu.
Według specjalistów ds. transportu, cytowanych przez „Technology Review”, pierwsze ogniwa paliwowe nowego typu na pewno nie pojawią się w samochodach osobowych, lecz zostaną zainstalowane w wielkich ciężarówkach, przewożących towar po całych USA.
Już obecnie wytwórcy sprzętu, tacy jak Delphi i Cummins, pracują nad ogniwami paliwowymi zasilającymi sprzęt pomocniczy w tych ciężarówkach, np. wyciągarki, windy, klimatyzatory czy urządzenia elektroniczne. Zainstalowanie nowych ogniw i przystosowanie ich nie tylko do zasilania sprzętu pomocniczego mogłoby znacznie zmniejszyć zużycie benzyny i oleju napędowego – w przypadku zasilania sprzętu nawet o 85 proc.
