Wyobraźmy sobie największe maszyny świata – gigantyczne statki towarowe, masywne samoloty pasażerskie czy ciężarówki przemierzające autostrady. Dotychczas ogniwa paliwowe nie miały szans konkurować z tradycyjnymi napędami w tych zastosowaniach po prostu przez brak wystarczającej mocy. Teraz ta bariera została formalnie przełamana.
Historyczny moment w Empfingen
Niemieckie Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki pomyślnie uruchomiło kluczowe komponenty systemu ogniw paliwowych nowej generacji w ramach projektu BALIS. Warto tutaj podkreślić, że nie jest to kolejny przyrostowy postęp, ale pierwsza na świecie instalacja tego typu, która faktycznie przekroczyła magiczną barierę jednego megawata.
System składa się z dwunastu modułów ogniw paliwowych połączonych elektrycznie, przy czym każdy moduł zawiera ponad 400 pojedynczych ogniw wymagających idealnej synchronizacji. Centrum testowe BALIS w Empfingen jest unikalne na skalę światową nie tylko przez swoją skalę, ale również możliwość testowania systemów o mocy do 1,5 megawata.
Czytaj także: Ekologiczne ogniwa paliwowe stają się rzeczywistością. Norwegowie zmniejszyli zużycie platyny o ponad 60%
Cornelie Bänsch, liderka projektu z Instytutu Termodynamiki Inżynieryjnej DLR, nie ukrywała skali wyzwania technicznego. Systemy tej klasy mocy wciąż nie są dostępne komercyjnie, a główne trudności dotyczą utrzymania stabilnej pracy przy tak ekstremalnych parametrach.
Sam fakt uruchomienia systemu to dopiero początek długiej drogi. Zespół DLR pracuje obecnie nad zaawansowanymi strategiami operacyjnymi, które pozwolą kontrolować tę niezwykle złożoną konfigurację. Celem jest osiągnięcie stabilnej pracy przez wydłużone okresy czasu i stopniowe zwiększanie mocy powyżej wspomnianego jednego megawata.
Kolejnym etapem będą testy tak zwanych profili dynamicznych – system musi działać przy zmiennych mocach przez różne okresy, dokładnie tak jak ma to miejsce w rzeczywistych warunkach eksploatacji. To kluczowe dla przyszłych zastosowań w transporcie, gdzie zapotrzebowanie na moc nigdy nie jest stałe.
Finansowanie projektu BALIS 2.0 sięga 9,3 miliona euro od Federalnego Ministerstwa Transportu Niemiec. Dodatkowe środki pochodzą z Niemieckiego Planu Odbudowy i Odporności w ramach programu NextGenerationEU. Kwoty imponujące, ale w kontekście badań nad nowymi technologiami energetycznymi – raczej standardowe.
Realne perspektywy bezemisyjnego transportu
Technologia rozwijana przez DLR teoretycznie może zrewolucjonizować transport o wysokim zapotrzebowaniu na moc. Kluczową rolę ma tu odegrać tak zwany zielony wodór produkowany z wykorzystaniem energii odnawialnej, który oferuje ścieżkę do mobilności całkowicie bezemisyjnej.
Potencjalne zastosowania obejmują między innymi lotnictwo jako napęd dla dużych samolotów pasażerskich, transport morski do zasilania statków towarowych i kontenerowców oraz ciężki transport drogowy dla największych ciężarówek i autobusów. Technologia może również zmniejszyć zależność od paliw kopalnych, jednocześnie wzmacniając pozycję niemieckich branż wysokich technologii na globalnym rynku.
Czytaj także: Zapomnijcie o akumulatorach. Dzięki temu odkryciu przyszłość zbudujemy na czymś innym
Warto jednak pamiętać, że Niemcy nie są jedynym graczem w tym wyścigu. Naukowcy z Uniwersytetu Kyushu w Japonii opracowali nowy typ ogniwa ze stałym tlenkiem działający w temperaturze 300°C, co znacząco obniża koszty eksploatacji. Z kolei inżynierowie z West Virginia University stworzyli zaawansowane ogniwo, które może jednocześnie przechowywać energię i produkować wodór z wody.
Przełom osiągnięty przez niemieckich naukowców niewątpliwie otwiera nowy rozdział w historii transportu. Po raz pierwszy dysponujemy technologią teoretycznie zdolną napędzać największe pojazdy bez emisji szkodliwych substancji. Czy to będzie początek końca ery paliw kopalnych w transporcie ciężkim? Czas pokaże, ale optymizm warto zachować, pamiętając jednocześnie o wszystkich wyzwaniach technicznych i ekonomicznych, które wciąż pozostały do pokonania.