Volkswagen pracuje nad nowym ogniwem paliwowym, które jest znacznie tańsze od obecnych i jest obietnicą samochodów wodorowych, które mogą przejechać 2 000 kilometrów na jednym tankowaniu.

Volkswagen złożył właśnie wniosek o rejestrację patentu na nowe wodorowe ogniwo paliwowe, które oprócz tego, że będzie tańsze od obecnych dostępnych na rynku, to według jego twórców, będzie w stanie zagwarantować samochodom zasięg do 2 000 kilometrów bez dodatkowego tankowania.

Ta wiadomość stanowi zwrot w stanowisku, które Volkswagen zwykle pokazuje w odniesieniu do wodoru. Podobnie jak Elon Musk robi za każdym razem, gdy ma okazję, prezes niemieckiego producenta, Herbert Diess, zaprzeczył potencjałowi wodoru jako źródła energii dla samochodów elektrycznych w tweecie opublikowanym w maju 2022 roku.

Herbert Diess, dyrektor generalny, napisał na swoim Twitterze:

"Wykazano, że samochód wodorowy nie jest rozwiązaniem problemu klimatycznego. W transporcie elektryfikacja przejęła kontrolę. Fałszywe debaty są stratą czasu. Proszę słuchać nauki."

Wniosek patentowy dotyczący tego nowego ogniwa paliwowego, przeprowadzony wspólnie z niemiecką firmą Kraftwerk Tubes, pokazuje, że Volkswagen nie chce stracić z oczu potencjału zielonego wodoru i pracuje poza opinią publiczną nad rozwojem tej technologii.

Jak to działa

Ogromne baterie samochodów elektrycznych to akumulatory energii elektrycznej, która uwalniana jest w zależności od potrzeb pojazdu. Natomiast wodorowe ogniwa paliwowe są w stanie wytwarzać własną energię elektryczną.

W tym celu potrzebują wysokociśnieniowego zbiornika, w którym przechowywany jest wodór w postaci gazowej - gdyby był cieczą, musiałby być przechowywany w bardzo niskich temperaturach - oraz ogniwa paliwowego, które przetwarza wodór na energię elektryczną.

Ogniwa paliwowe, podobnie jak akumulatory, mają anodę i katodę. Wodór dostaje się przez anodę i przechodzi przez membranę elektrolitu, który jest odpowiedzialny za podział wodoru (H2) na proton (H+) i elektron (e-). Elektrolit następnie powoduje, że pokonują one różne drogi do katody.

Elektrony przechodzą przez zewnętrzny obwód tworząc przepływ prądu - co sprawia, że silnik samochodu działa - podczas gdy protony przechodzą przez elektrolit do katody. Tam łączą się z tlenem, który trafia bezpośrednio do katody, oraz z elektronem, wytwarzając wodę i ciepło. Ogniwo paliwowe Volkswagena i Kraftwerku wykorzystuje jednak materiały tradycyjnie używane do produkcji membran.

"Główną różnicą w porównaniu z ogniwami wodorowymi Hyundai i Toyota jest to, że używamy ceramicznej membrany zamiast zwykłej z tworzywa sztucznego. To duża różnica" - wyjaśniał w wywiadzie dla Business Insider Germany, Kraftwerk CEO Sascha Kühn.

"Wielką zaletą naszego rozwiązania jest to, że można je produkować znacznie taniej niż polimerowe ogniwa paliwowe i nie wymaga ono żadnego rodzaju platyny", czyli metalu szlachetnego, który podnosi ostateczny koszt produktu" - dodał.

Technologia ta, jak twierdzi Kühn, przypomina baterie półprzewodnikowe. Według eksperta obie mają prawie takie same elektrolity i podobną strukturę komponentów. Różnica polega na tym, że o ile akumulatory półprzewodnikowe wykorzystują do przechowywania energii zwarty materiał, o tyle w ogniwach paliwowych rolę tę przejmuje wodór w postaci gazowej.

Niższy koszt energii, większa autonomia

Ponadto nowa membrana ceramiczna, jak mówił Kühn, nie wymaga nawilżania, więc nie zamarza zimą, nie wysycha latem, ani nie przyciąga pleśni. Menedżer wskazuje też na inną zaletę, która pozwoli zaoszczędzić na kosztach produkcji pojazdów: ogniwo paliwowe wytwarza ciepło, które można wykorzystać zarówno do zastąpienia ogrzewania samochodu, jak i klimatyzacji, co również oznaczałoby większą oszczędność energii i wydajność.

Choć o ten patent wnioskowano wspólnie z Volkswagenem, Kraftwerk zapewnia, że nie pracuje wyłącznie dla danej marki.

"Niezależnie od producenta, naszym celem jest, aby nasza technologia pojawiła się w seryjnej produkcji pojazdów do 2026 roku. Mówimy o seriach około 10 000 pojazdów, rozłożonych na kilku producentów samochodów" - mówił prezes Kraftwerk.

"Lit zdecydowanie nie jest drogą do przodu. Bateria półprzewodnikowa byłaby opcją, ale jeszcze jej nie ma" - wyjaśnia Kühn, który widzi swoją technologię jako alternatywę dla kierowców, którzy nie mają odpowiedniej opcji ładowania w podróży do domu lub nie chcą tracić czasu na stacjach ładowania.

Według prezesa, dzięki systemowi "możemy przejechać do 2000 kilometrów z jednym zbiornikiem paliwa".

Źródło: Business Insider Germany, Kraftwer, Hydrogen Central