Autotechnika szakfolyóirat
Autotechnika szakfolyóirat
2022. augusztus | Olvasson bele!

SOFC cellák a hajózásban és generátorunk helyett az autónkban?

hirdetés

A tengerjáró hajók rengeteg energiát használnak fel fűtésre, elektromos áramra, légkondicionálásra és a fedélzeti élet számos más aspektusára, különösen igaz ez a személyszállító óriásjachtokra. Környezetbarátabbá tételük érdekében Francesco Baldi, az EPFL Industrial Process and Energy Systems Engineering Group (IPESE) kutatója újszerű megoldással állt elő, üzemanyagcellákon alapuló rendszert fejlesztett ki tengerjáró hajók szénlábnyomának és energiafogyasztásának csökkentésére.

Egy kereskedelmi hajó energiafelhasználását könnyebb csökkenteni, mert szinte az összes energiát a meghajtásra használja fel, ellentétben a tengerjáró hajókkal, amelyeknek különféle energiaigényei vannak. A munka a CO2-kibocsátás csökkentésére összpontosított, kezdetben a hajó egyes rendszereinek és maga a hajó a kialakításának optimalizálásával a hatékonyság javítása érdekében. Ezek az első erőfeszítések potenciálisan 6-10%-kal csökkentették a CO2-kibocsátást dízelmotoros tengerjáró hajók esetében. A finn Aalto Egyetemmel folytatott együttműködési projektben az üzemanyagcellák hajókon való használatának vizsgálatával folytatták. Emiatt foglalkozni kellett olyan különleges kihívásokkal, amelyek több ezer kilométeres utakon merülnek fel, pl. elegendő energiát kell tárolni a fedélzeten anélkül, hogy túl sok helyet foglalna. A hagyományos hidrogén üzemanyagcellák erre nem alkalmasak, mert a nagy távolságok megtételéhez elegendő energia tárolása hatalmas helyet igényelne – a hajó kapacitásának körülbelül egyharmadát –, ami nem reális egy tengerjáró hajónál” – fejtegette Baldi.

A megoldást új elem rendszerbe integrálása jelentette; a szilárd oxid üzemanyagcella (SOFC) elektromos energiát, hidrogént és hőt is képes előállítani. Ez nem csak növeli a rendszer hatékonyságát, hanem viszonylag nagyfokú rugalmasságot is biztosít a különböző energiaforrások felhasználása közötti variáláshoz. Az akkumulátorok használata és a hidrogéntárolás az űrjárműveken már használt PEMFC cellákkal kombinálva lehetővé teszi a SOFC cellák állandó terhelés melletti működtetését.  Bár a működésükhöz magas hőmérsékletre van szükség, és akár 20 órát is igénybe vesz a bekapcsolódásuk, jól illeszkednek a hajókhoz. Az EPFL-nél kifejlesztett rendszer segítségével a fel nem használt energiát hidrogénné alakítják át, amit eltárolnak. A tanulmány eredményei azt sugallják, hogy egy SOFC-alapú erőmű egy tengerjáró hajó számára nem csak lehetséges, hanem hosszú távon is hatékony és gazdaságilag életképes lehet.

hirdetés

Az üzemanyagcella kémiai reakció során termel energiát, emiatt sokkal környezetbarátabb a fosszilis tüzelőanyagoknál – és hatékonyabb is: az EPFL-nél kifejlesztett üzemanyagcellák 75%-os hatásfokot értek el, szemben a leghatékonyabb dízelmotorok kevesebb mint 50%-ával.

Az üzemanyagcellák egyetlen jelenlegi hátránya, hogy előállításuk tízszer annyiba kerül, mint egy hagyományos motoré. "A hosszú távú költség 20-30%-kal magasabb, mint egy hagyományos motoré, és a tisztább üzemanyagtípus választása javítja a hajók üzemeltetőinek imázsát is!" – nyilatkozta Baldi. Az e területre vonatkozó szabályozás hiányában Európa, ahol a legtöbb tengerjáró hajót építik, a költségek egy részét átvállalja a hajók üzemanyagcellákkal való felszerelésének ösztönzése érdekében. "A napelemekhez hasonló hozzáállás egy már működő rendszer, ami az SOFC cellák esetén is segíthet a jövőben jelentősen csökkenteni az emissziót" - mondja Baldi.

És hogyan kapcsolódik ez az autóiparhoz? Főként a nehéz technika – kamionok, buszok, katonai páncélozott járművek – meghajtásának K+F témája a SOFC cellák lehetőségeinek kutatása is. Pl a Delphi SOFC cellás kompakt részegysége már itt is valóság, sőt(!) személyautók terén már évtizedes téma az elgondolás pl a generátor SOFC egységgel történő kiváltására is!


Tetszett a cikk?

hirdetés

hirdetés