Toyota pracuje nad technologiami wykorzystania odparowanego wodoru w silnikach spalinowych
Toyota nieustannie udoskonala swoje prototypowe wodorowe silniki spalinowe, a nowe rozwiązania testuje w warunkach wyścigowych w modelu GR Corolla H2 Concept. Obecnie marka pracuje nad technologiami, które pozwolą na wykorzystanie odparowanego gazu powstającego w trakcie jazdy.
Toyota od lat inwestuje w technologie wodorowe, które odegrają znaczną rolę w redukcji emisji w transporcie i innych sektorach gospodarki, w tym w wodorowe silnik spalinowe. Mogą one doprowadzić do szybkiej redukcji emisji CO2 w motoryzacji przy stosunkowo niewielkich modyfikacjach już dziś masowo produkowanych jednostek napędowych i dalszym wykorzystaniu już istniejących fabryk samochodów i części. Wpisuje się to w wielotorową strategię dekarbonizacji koncernu.
Toyota od 2021 roku testuje w japońskiej serii wyścigów długodystansowych Super Taikyu innowacyjne rozwiązania właśnie z zakresu wodorowych silników spalinowych, wykorzystując w tym celu specjalnie przygotowaną GR Corollę H2 Concept.
Wyzwania związane z zastosowaniem ciekłego wodoru
Samochód początkowo zasilany był wodorem w stanie gazowym. Od maja 2023 roku paliwem dla prototypowej GR Corolli jest ciekły wodór, który ma większą gęstość. Dzięki temu tankowanie okazało się szybsze, a zbiorniki mieszczą większą ilość gazu. Efektem zastosowania ciekłego wodoru jest parowanie w wyniku ogrzewania (tzw. boil-off gas, BOG). Do tej pory odparowany wodór powstający w zbiorniku paliwa podczas jazdy był uwalniany do atmosfery, co zwiększało straty energii.
Podczas finałowej rundy cyklu wyścigów Super Taikyu na torze Fuji Toyota zaprezentowała nowy model, który wykorzystuje odparowany wodór. Technologia jest wciąż we wstępnej fazie rozwojowej, ale inżynierowie spodziewają się, że poprawi ona efektywność energetyczną całego układu ciekłego wodoru poprzez odzyskiwanie i wykorzystywanie odparowanego gazu jako energii.
Wieloetapowy proces zwiększa efektywność
Założenia technologii wykorzystania odparowanego wodoru pozwalają na stworzenie kilkuetapowego procesu, który gwarantuje jak największą wydajność całego rozwiązania i jak najmniejsze straty. W pierwszej fazie BOG trafi do specjalnie w tym celu zaprojektowanej sprężarki, która zwiększa ciśnienie gazu od dwóch do czterech razy. Umożliwia to przekształcenie odparowanego wodoru w paliwo wodorowe, służące do zasilania silnika.
Efektem ubocznym sprężania BOG jest ponowne powstawanie odparowanego wodoru, który tym razem trafia do małego modułu ogniw paliwowych i posłuży do wytworzenia energii elektrycznej. Powstały w ten sposób prąd może zasilać m.in. silnik pompy ciekłego wodoru. Nadwyżki odparowanego wodoru, które nie zostaną wykorzystane do wytworzenia prądu, trafią do specjalnego katalizatora, gdzie zostaną przekształcone w parę wodną i automatycznie oprowadzone rurą wydechową.
Toyota wraz z partnerami będzie kontynuować testy innowacyjnych technologii wodorowych i sprawdzać je w motorsporcie, który jest idealnym poligonem doświadczalnym. Podczas rywalizacji podzespoły poddawane są ekstremalnym obciążeniom, co pozwala błyskawicznie wykryć niedoskonałości i szybko wprowadzić poprawki. Dzięki temu na rynek trafiają sprawdzone i niezawodne technologie.
Udostępnij ten artykuł
