V dnešním článku vybočíme ze suchého výčtu teoretických úvah o vodíkové budoucnosti a představíme vám malou technologickou hračku autíčka na vodíkový pohon. Předně bychom rádi poděkovali firmě Linde Gas, která nás touto hračkou vybavila a způsobila půldenní výpadek v běžné náplni práce našeho vodíkového oddělení.

H-racer

Autíčko je zabaleno v úhledné krabičce evokující technologicky pokročilý obsah již na první pohled. Jednotlivé komponenty autíčka jsou uloženy samostatně a nadšený majitel se tedy nejprve musí chopit šroubováku a obětovat pár minut na jeho sestavení. Palivový článek, elektrolyzér a palivová nádrž mají dominantně modrou barvu, protože vodík je stejně jako voda pochopitelně modrý :)

Stavebnice se skládá z podvozku autíčka, vrchní karoserie, palivové nádrže, elektromotoru s převodovkou, spojovacího materiálu a vlastního palivového článku. Nádrž je tvořena nafukovacím gumovým balónkem uvnitř plastového válce z průhledného materiálu. Toto řešení je velmi chytré neboť jednak umožňuje vizuální kontrolu naplnění nádrže a navíc umožňuje tuto nádrž jednoduše vyprázdnit (v tomto případě injekční stříkačkou) a snížit tak obsah vzduchu v nádrži. Zbytkový vzduch v nádrži by postupně snižoval koncentraci vodíku přiváděného k anodě a tím by snižoval výkon palivového článku.

Čerpací stanice na vodík je vybavena elektrolyzérem, prakticky realizovaným reverzibilním palivovým PEM článkem. Jako zdroj slouží dvojice tužkových baterií případně externí solární panel. Čerpací stanice je již sestavená a stačí pouze vložit baterie a doplnit destilovanu vodou.

Testování

Po počátečních pokusech se solárním panelem se nám nepodařilo vykouzlit ani jednu kyslíkovou bublinku a tak jsme museli vložit do čerpací stanice baterie. (kyslík, který probublává vodou je spolehlivým ukazatelem, že již vyrábíme vodík). S bateriemi byla situace o poznání lepší, pro naplnění nádrže autíčka stačil čas kratší než jedna minuta. Nádrž jsme uznali za plnou v okamžiku kdy balónek beze zbytku zaplnil prostor plastového válce. Patrně dochází ještě určitou dobu k dalšímu přístupu vodíku do nádrže, ale lze jen těžko soudit, zdali se obsah vodíku v nádrži zvyšuje nebo uniká díky netěsnostem v celém palivovém okruhu. Nejkritičtější fází čerpání vodíku je odpojení hubice od modelu, to je doprovázeno zřetelnou ztrátou kapacity nádrže přibližně o čtvrtinu až třetinu původního obsahu podle šikovnosti pumpaře.

Autíčko se na jedno naplnění nádrže dokáže pohybovat přibližně dvě minuty. Při delším provozování dojde k postupnému vysušení membrány palivového článku a je nutná několikaminutová technologická odstávka. Hlavním mechanismem, který se projevuje při vysušování membrány je tzv. proton drag, kdy každý proton s sebou "odnese" několik molekul (uvádí se 1-5) vody z anody ke katodě. Většina know-how výrobců palivových článků se skrývá právě ve způsobu zvlhčování této membrány. Pokud je membrána sušší klesá její vodivost, naopak při vysoké vlhkosti dochází z zaplavování cel a tedy k snižování efektivní plochy elektrod.

Protože je motor autíčka napájen přímo z výstupu palivového článku (výstupní napětí cca 1 V) je možné model rozpohybovat pouze na rovném a hladkém povrchu, již hrubší koberec může znamenat problém.

Závěr

Veškeré nectnosti tohoto modelu jsou způsobeny snahou o co nejjednodušší a tedy co nejnázornější demonstraci celého vodíkového cyklu. Není to model na závody, ale jako výuková pomůcka dokáže vzbudit zájem snadněji než deset populárních článků, což dokazuje velký zájem všech našich kolegů.