Wysokoprężne ogniwa paliwowe oczyszczają energię
Wysoka sprawność, niska emisyjność i niski poziom hałasu są głównymi czynnikami sprzyjającymi rozwojowi systemów ogniw paliwowych, które mogą być stosowane jako pomocnicze jednostki zasilania (APU) w ciężarówkach, przyczepach kempingowych czy na jachtach. Niemniej jednak membrany do wymiany protonów (PEM) działają sprawniej w oparciu o wodór niż o powszechnie stosowane paliwa węglowodorowe, takie jak olej napędowy sprzedawany na stacjach benzynowych. W ramach projektu FCGEN (Fuel cell based power generation) naukowcy z powodzeniem opracowali pokładowy system wysokoprężnych ogniw paliwowych, zapewniający wydajne zaopatrzenie w energię elektryczną dla ciężarówek. Pokładowy reforming paliwa eliminuje potrzebę stosowania infrastruktury wodorowej, ponieważ APU wykorzystuje to samo paliwo co silnik główny. System APU, oparty na technologii ogniw paliwowych PEM, składa się z ogniwa paliwowego, reformera autotermicznego, urządzenia uzupełniające służące do zarządzania ciepłem, powietrzem i wodą oraz modułu poprawiającego jakość energii i elektronicznej jednostki sterowania (ECU). Technologie katalityczne wykorzystuje się do ogrzewania układów przy rozruchu, reformingu i oczyszczania paliw, a także w spalaniu gazów wydechowych anody. Ekstrakcja wodoru z paliwa wysokoprężnego odbywa się poprzez reforming autotermiczny, tj. reakcję katalityczną, w której paliwo wysokoprężne ulega rozkładowi na wodór, parę, dwutlenek węgla i tlenek węgla. Następnie tlenek węgla przekształcany jest w dwutlenek węgla i wodę. Woda jest ponownie wprowadzana do systemu, dzięki czemu jest on samowystarczalny. Dwutlenek węgla jest uwalniany do środowiska, ale zużycie paliwa jest mniejsze o około 80% niż w przypadku pracującego na jałowym biegu silnika wewnętrznego spalania, a ilość wytwarzanego dwutlenku węgla jest również o 80% mniejsza. Omawiany system zaprojektowano z myślą o zastosowaniu w ciężarówkach, pojazdach rekreacyjnych i jachtach. Wytwarza on do 3 kW energii elektrycznej, ale można go łatwo zmodyfikować pod kątem zwiększenia mocy. Na przykład w samolotach system mógłby zasilać urządzenia klimatyzacyjne i chłodziarki. Oprócz ograniczania emisji związków węgla, system odznacza się też niskim poziomem hałasu, co jest bardzo pożądanym atutem w sektorze transportowym.
Słowa kluczowe
Diesel, ogniwa paliwowe, ciężarówki, wodór, FCGEN, reforming paliwa, poprawa jakości energii, sterowanie
