Sciencemag.cz
Doporučujeme
Toyota pokračuje ve vývoji vodíkových technologií a nově testuje využití supravodivosti, která může výrazně zvýšit efektivitu vodíkových pohonů. Experimentální řešení automobilka vyzkoušela v závodním voze GR Corolla, který slouží jako mobilní laboratoř při vytrvalostních závodech japonské série Super Taikyu.
Závodní Toyota GR Corolla slouží od roku 2021 jako mobilní technologická laboratoř pro vývoj vodíkových pohonů. Účast v japonském seriálu Super Taikyu umožňuje testovat nová řešení v extrémních podmínkách, při vysokém zatížení a proměnlivých provozních teplotách. Získané zkušenosti urychlují vývoj vodíkových technologií.
Menší energetické ztráty a vyšší účinnost
Na první pohled GR Corolla neprozrazuje, jak velké technologické změny v ní postupně probíhají. V roce 2021 šlo o první vůz poháněný vodíkem, který se zúčastnil závodního klání. O dva roky později byl poprvé použit kapalný vodík jako palivo a během posledního závodu na okruhu Fuji Speedway inženýři testovali možnost využití supravodivosti ve vodíkovém pohonném systému.
Supravodivost je fyzikální jev, při kterém v určitých materiálech po jejich ochlazení na kritickou teplotu mizí elektrický odpor. V případě kapalného vodíku jde přibližně o teplotu −253 °C, což vytváří přirozené podmínky pro fungování supravodivých materiálů.
Na využití této technologie ve vodíkové GR Corolle pracují inženýři od roku 2023. Na okruhu Fuji testovali vlastnosti supravodivosti v konstrukci elektromotoru pohánějícího palivové čerpadlo. Jednotka byla integrována přímo do vodíkové nádrže a pracuje v kryogenním prostředí, takže není potřeba další chladicí systém.
V podmínkách supravodivosti může elektrický proud proudit bez energetických ztrát způsobených odporem. To znamená vyšší účinnost a zároveň menší tvorbu tepla.
Kompaktnější konstrukce a větší vodíková nádrž
Použití supravodivého elektromotoru umožnilo zmenšit velikost i hmotnost systému čerpadla kapalného vodíku. Integrace komponentů uvnitř palivové nádrže zároveň umožňuje efektivnější využití prostoru a snižuje ztráty paliva způsobené jeho odpařováním. Díky tomu bylo možné zvýšit objem nádrže ze 150 na 300 litrů.
Toto inovativní řešení může v budoucnu přispět ke zvýšení dojezdu vozidel využívajících kapalný vodík a také ke zjednodušení jejich konstrukce.
„Vozidla poháněná kapalným vodíkem jsou úzce spojena s technologií supravodivosti, která má pro budoucnost zásadní význam. Optimalizace konstrukce, například zvýšení objemu nádrže, integrace motoru přímo do nádrže a omezení ztrát vodíku, umožňuje snížit hmotnost a zlepšit efektivitu. Naším cílem je další rozvoj této technologie v úzké spolupráci s japonskými firmami a rozšiřování sítě partnerů,“ uvedl Naoaki Ito, projektový manažer v divizi GR Vehicle Development, který dohlíží na projekt vodíkového spalovacího motoru.
Spolehlivost je pro inženýry Toyoty prioritou
Přestože první úspěšné využití supravodivosti v automobilovém průmyslu představuje důležitý krok ke zvýšení efektivity vodíkových systémů, projekt je stále ve fázi výzkumu a testování. Inženýři se zaměřují především na zajištění dlouhodobé odolnosti komponentů při extrémně nízkých teplotách a na stabilitu celého systému v různých provozních podmínkách.
Inovativní technologie zapadá do dlouhodobé strategie Toyoty, která počítá s paralelním vývojem různých nízkoemisních řešení, včetně vodíkových pohonů.
