Üzemanyagcella – A magyar energiaellátás fejlesztésében a nukleáris és a napenergia a főszereplők.
A továbbiakban kiemelt szerepe lesz a hidrogénnek, a szintetikus forrásoknak és a CO2– megkötési technológiáknak is. A fenti szándékok elősegítése érdekében számos kiállításon és konferencián is fontos szerepet kapott a hidrogén.
Az emberiség egyre jobban felismeri az éghajlatváltozás és a környezeti problémák következtében az életminőség romlásának kockázatát. Ezért sürgős intézkedések sorát kell végrehajtani világszerte. Egyre többet lehet olvasni a szaksajtóban és az interneten a klímasemlegességre irányuló nemzeti kezdeményezésekről. Ebbe a tendenciába illeszkedik a magyar kormány bejelentése a 2050-ig vállalt környezetvédelmi kötelezettségről. Ennek jegyében számos beruházást hajtanak végre az energiatermelés és -felhasználás hatékonyságának és a megújuló források részarányának növelése területén.
A cikk írója a 90-es évek végén találkozott a hidrogén üzemanyagcella fejlesztésével a mobilitás területén. Akkoriban már Magyarországon egy lelkes pécsi családi vállalkozás (Kontakt-Elektro) már hosszan foglalkozott a fejlesztéssel, és szép eredményeket értek el. Akkoriban tőlük beszereztem a hidrogén üzemanyagcella oktatásához szükséges bemutató táblát, és bevezettük a BME Járműgyártás és javítás tanszék oktatásába. A hidrogén üzemanyagcella működési elve egyszerű, „fordított” elektrolízis. A végtermék víz, tehát nincs károsanyag emisszió.
A hidrogén felhasználás három területen is lehetséges: energiatermelés (pl. a gáztározó infrastruktúra felhasználásával), vegyipar (pl. műtrágya gyártás), mobilitásban pedig az üzemanyagcella alkalmazása járművekben.
Hidrogén projektek
Az idei Automotive Hungary kiállítás keretében megtartott „Hidrogén-technológiával a zöld jövőért” konferencián elhangzott, hogy a magyar kormány 2021 májusában elfogadta a hidrogén stratégiát, amely az előbb említett területekre is megfogalmaz feladatokat. Más országokban is foglalkoznak a hidrogén felhasználásával, például Nagy Brittaniában is foglalkoznak hidrogén stratégia kidolgozásával, mondta a nagykövet helyettese. Másik példa Bajorország lehet, ahol a kidolgozott hidrogén stratégiában konkrét célszámokat fogalmaztak meg: 2030-ra 80 000 db személygépkocsi hajtása, a 3,5 tonnánál nagyobb haszongépjárműben/autóbuszban (3000 db), 400 töltőállomás létrehozása, és 4-5 Euró/kg tankolási költség elérése. Ezeknek a céloknak eléréséhez alakítják ki a kutatási fejlesztési kapacitást is.
Egy panel beszélgetés keretében jól körvonalazódtak a hazai cégek tervei a hidrogénnel kapcsolatos projektek megvalósítására. A Magyar Hidrogénszövetség ad keretet a számos hazai vállalkozásnak az együttműködésre. A Nemzeti Hidrogéntechnológiai Platform elnöke, Lepsényi István említette egy kidolgozás alatt lévő fehér könyvet, amely tartalmazza a hidrogéngyártás feladatait, beruházás igényét, illetve a fent említett alkalmazási területeket. A hidrogén gyártása költséges technológia, ezért gondosan kell tervezni a megvalósítás megtérülésével.
Mivel a hidrogén alkalmazás hozzájárul a CO2 csökkentéséhez (emissziómentes környezet), ezért az EU-s tagországok előtérbe helyezték a hidrogénnel kapcsolatos stratégiák kidolgozását és a fejlesztéseket. A konferencián elhangzott, hogy a palackos tárolásnál kedvezőbbek a labor reaktorok, amelyek fejlesztése szabadalom. A világon a hidrogéntermelés 80 millió tonna (MOL adat).
A stratégia 2030-ig lát előre és a fő cél a nyersanyag kiváltás, és ehhez első lépésben kb.20 hidrogén töltőállomás megvalósítása szükséges. A hazai eredmények között elhangzott az egyre nagyobb teljesítményű üzemanyagcella fejlesztése. Erre jó példa a Kontakt-Elektro már megvalósult kis hajója és egy hulladékgyűjtő jármű fejlesztése és prototípusának gyártása hidrogénüzemű tüzelőanyag-cellás Range-Extenderes hajtással.
5 perc töltés
A Toyota 1992-ben kezdte a hidrogén hajtás fejlesztését. 2015-ben jelent meg a piacon az első sorozatgyártású személygépkocsival, a Mirai típussal. A mostani kiállításon a Mirai 2020-as típusa volt kiállítva. A Toyota Portugáliában gyárt sorozatban üzemanyagcellás buszokat is (Toyota Caetano). Egy személygépkocsi 5 kg hidrogénnel 550-650 km-t tud megtenni. A töltési ideje 5 perc. Az autóbusz töltési ideje 10 perc. Az elektromos autókhoz képest töltés szempontjából ezek előnyösebb adatok. A nagy kihívás még mindig a hidrogén tárolás biztonságos megoldása, a töltőállomás hálózat kiépítése és a hidrogén előállítás gyári méretekben. A motiváció az innováció gyorsítása. A konferencián a BMW és a Hunday márkák képviseletében is röviden ismertetésre került az üzemanyagcellákkal kapcsolatos fejlesztési tevékenység.
A konferencián a hazai egyetemek képviselői és fiatal kutatói is röviden ismertették az ilyen irányú kutatásokat és fejlesztéseket. Például a BMGE Polimertechnológia tanszékén a bipoláris lemezek anyagtechnológiai fejlesztésével foglalkoznak, továbbá a Gépjárműtechnológia tanszéken a hidrogénnel kapcsolatos kutatások az elmúlt években elsősorban a tároláshoz kapcsolódó elnyelési vizsgálatok voltak. Ezzel kapcsolatban számos kísérlet folyt különböző fémüvegekben való elnyelésére és ennek az anyagstruktúrákra gyakorolt hatásaira.
Szinte az összes hazai műszaki-, és tudományegyetemen a kutatás-fejlesztési témák között szerepel a hidrogén. Pozitív jelenség, hogy számos fiatal egyetemistát foglalkoztat a hidrogén üzemanyagcellával kapcsolatos kutatás és hallgatóként vagy doktoranduszként is részt vesznek a tanszéki projektekben.
Szerző: Dr.Göndöcs Balázs c. egyetemi docens
