Ogniwa paliwowe przyjazne środowisku

Technologia ta opiera się głównie na utlenianiu, dzięki czemu energia wiązań chemicznych paliwa zamieniana jest w energię elektryczną. W ten sposób zasilane są dziś niektóre notebooki, telefony, samochody, a także wózki widłowe. 

Zminimalizowanie emisji dwutlenku węgla, wydajność i wysoka jakość energii to główne przyczyny, dla których ogniwa paliwowe mogą już niedługo być wykorzystywane na szeroką skalę. Napędzane wodorem urządzenia staną się codziennością, ale i przyszłością logistyki, głównie za sprawą wózków widłowych nowej generacji.

Energia z wodoru

Technologia, która wykorzystywana jest w ogniwach paliwowych została zaprezentowana po raz pierwszy w 1839 r. przez brytyjskiego wynalazcę Williama R. Grove’a. Skonstruowane przez niego urządzenie opiera się na odwróceniu zjawiska elektrolizy. Synteza wodoru z tlenem przy użyciu katalizatora powoduje wytwarzanie się stałego prądu elektrycznego.

Czytaj również: Świetlana przyszłość zeroenergetycznych budynków

– Ogniwo paliwowe wykorzystuje utlenianie paliwa na elektrodach połączonych obwodem elektrycznym przy obecności przewodnika jonów, które powstają w czasie reakcji – tłumaczy Tobiasz Jakubczak, ekspert z firmy STILL. – Urządzenie zbudowane jest z anody, na której cząsteczki paliwa są rozdzielane na kationy i elektrony. W wyniku reakcji te ostatnie łączą się z kationami, wytwarzając prąd stały. Aby zamienić go w zmienny instaluje się falownik, a także system niwelujący różnice mocy – dodaje. By wywołać reakcję, najczęściej jako paliwo stosuje się wodór, utleniaczem natomiast może być powietrze.

Produktem ubocznym reakcji jest woda, co sprawia, że metoda ta jest wyjątkowo przyjazna środowisku. Zaletą tego typu napędu jest wysoka jakość wytwarzanej energii, a także stosunkowo prosty mechanizm jej wytwarzania. Ogniwa paliwowe są niewielkiej wielkości, można je także montować w dowolnym miejscu i w prosty sposób rozbudowywać. Urządzenie samo reguluje ilość pobieranego paliwa i utleniacza, co czyni jego pracę bardzo ekonomiczną. W tym przypadku nie występuje także bieg jałowy, a duże czy zbyt niskie obciążenia nie zakłócają jego pracy. Działanie ogniw paliwowych nie wiąże się także z wytwarzaniem hałasu czy wibracji.

Czytaj również: Unijna dyspozycja o zmniejszeniu zużycia energii

Ekologiczne inicjatywy

Ogniwa paliwowe wykorzystywane są coraz częściej w przedmiotach codziennego użytku, takich jak telefony komórkowe czy notebooki, ale także w samochodach osobowych i wózkach widłowych. Rozwiązanie to, będąc alternatywą dla napędu tradycyjnego pozwala na całkowitą redukcję emisji dwutlenku węgla do atmosfery. Przedsiębiorcy i organizacje coraz częściej testują i wprowadzają tego typu rozwiązania.

Jednym z takich przykładów jest powstała w Niemczech Inicjatywa dla Ogniw Wodorowych i Paliwowych Hesji. Jej celem jest zwiększenie zaufania lokalnych przedsiębiorców do nowej technologii. Tamtejsze firmy mają możliwość, w ramach przedsięwzięcia finansowanego z europejskiego projektu HyLift, wypożyczać wózek widłowy RX 60-25 z ogniwami paliwowymi firmy STILL, a także mobilną stację do tankowania wodoru. Oba urządzenia przedsiębiorcy mogą testować nawet przez cztery tygodnie i sprawdzić, jak rozwiązanie to sprawdza się w codziennych realiach.

Czytaj również: Wylicz koszty ogrzewania dla swojego mieszkania

– W 2003 roku stworzyliśmy pierwsze prototypy wózka widłowego napędzanego wodorem, rok później były już one testowane w rzeczywistych warunkach – mówi Tobiasz Jakubczak, ekspert z firmy STILL. – Aktualnie sześć z nich pracuje na co dzień w firmach w Belgii i Danii – dodaje. Napęd ten wykorzystywany jest także m.in. w wózkach transportujących bagaże na lotnisku w Hamburgu i porcie w firmie HHLA Logistics.

A w przyszłości…

Obecnie technologia ogniw paliwowych jest głównie testowana i weryfikowana, choć komercyjne produkty mogą być wykorzystywane od lat 60., kiedy rozwiązanie to zostało przygotowane do użycia podczas programów kosmicznych. W tym momencie technologia jest dość kosztowna, co rzutuje na jej popularność. Prognozuje się jednak, że w ciągu najbliższych kilku lat będzie szybko się rozwijać, co wpłynie na zmniejszenie kosztów. Prawdopodobnie największą popularność zdobędą niskotemperaturowe ogniwa z elektrolitem w formie membrany.

Czytaj również: Plusenergetyczne domy

Według prognoz przedstawianych przez Politechnikę Częstochowską, w ciągu najbliższych 10 lat koszty inwestycji w polimerowe ogniwa paliwowe mają być niższe o 150 razy w zestawieniu z budową elektrowni jądrowej, a także 150 razy w stosunku do elektrowni węglowej. W przypadku wózków widłowych technologia ta stawać się będzie coraz bardziej popularna w pierwszej kolejności w zakładach, w których wodór powstaje jako produkt uboczny podczas procesów produkcyjnych. Na popularność ogniw paliwowych będzie miała wpływ także ekologiczna produkcja wodoru, choćby dzięki technologii solarnej. Biorąc pod uwagę fakt zmniejszania się zasobów paliw kopalnych oraz przepisy, dążące do ograniczenia emisji dwutlenku węgla będą one miały duże znaczenie dla stosowania ogniw paliwowych.