Toyota opracowała kompaktowy moduł ogniw paliwowych dla producentów pojazdów na wodór

Toyota wprowadza na rynek nowe urządzenie, w którym zestaw ogniw paliwowych otrzymał formę uniwersalnego, kompaktowego modułu. Firma zamierza rozpocząć sprzedaż urządzenia wiosną lub latem 2021 roku. Nowy produkt jest przeznaczony dla producentów wodorowych pojazdów i urządzeń do wielu różnych zastosowań, takich jak ciężarówki, autobusy, pociągi, statki oraz generatory stacjonarne.

W ostatnich latach w wielu krajach i regionach zostały przyjęte różnego rodzaju plany bądź strategie wodorowe, dlatego na rynku pojawiła się znaczna grupa nowych firm z tej branży. W wyniku tego rośnie zapotrzebowanie na wodór oraz na technologie ogniw paliwowych do różnych zastosowań.

Jak działa moduł ogniw paliwowych Toyoty?

Ogniwa paliwowe Toyoty przekształcają energię chemiczną wodoru i tlenu w energię elektryczną poprzez reakcję elektrochemiczną. W wyniku tego procesu powstaje jedynie woda jako produkt uboczny, co czyni tę technologię przyjazną dla środowiska. Nowy moduł Toyoty integruje wszystkie niezbędne systemy – dostarczania wodoru, powietrza, chłodzenia i sterowania mocą – w jednej, kompaktowej obudowie. Dzięki temu instalacja i eksploatacja są znacznie uproszczone, a urządzenie może być łatwo dostosowane do różnych zastosowań.

Toyota, która wprowadziła na rynek dwie generacje samochodów z ogniwami paliwowymi, od lat zajmuje się popularyzacją wodoru. Obecnie marka wchodzi w nową rolę dostawcy zestawów ogniw paliwowych w łatwej w użyciu, modułowej formie. W ten sposób Toyota wzmocni swoją pozycję promotora produktów wykorzystujących ogniwa paliwowe dzięki współpracy z wieloma różnymi producentami. Celem tych działań jest redukcja emisji CO2, ograniczenie globalnego ocieplenia i przyczynienie się do osiągnięcia neutralności klimatycznej.

Do tej pory Toyota podejmowała wiele inicjatyw zmierzających do budowy gospodarki opartej na wodorze. W 2014 roku rozpoczęła sprzedaż bezemisyjnego sedana Mirai napędzanego ogniwami paliwowymi. W kolejnych latach wprowadziła na rynek wodorowy autobus SORA, zaczęła sprzedawać zestawy ogniw paliwowych innym producentom oraz udostępniła do darmowego wykorzystania patenty na technologie związane z pojazdami z ogniwami paliwowymi. Dzięki tym doświadczeniom Toyota zauważyła, że na rynku jest wiele firm szukających stabilnych dostawców zestawów ogniw paliwowych, które można łatwo zamontować w ich produktach.

W odpowiedzi na te oczekiwania, Toyota stworzyła wygodny w użyciu moduł z ogniwami paliwowymi, opracowanymi dla Mirai drugiej generacji, które są mniejsze i wydajniejsze od ogniw z pierwszej generacji wodorowej Toyoty. Moduł jest wyposażony w systemy dostarczania powietrza i wodoru, system chłodzenia i jednostkę sterującą mocą. Urządzenie jest dostępne w czterech wariantach – w układzie poziomym (Typ 1) lub pionowym (Typ 2) oraz o mocy 60 kW lub 80 kW.

Szeroka gama produktów i łatwość instalacji

Nowy moduł FC powstał dzięki technologiom, które Toyota rozwija od wielu lat w ramach prac nad samochodami z ogniwami paliwowymi. Toyota oparła się także na wiedzy zdobytej w czasie kilku lat obecności Mirai na rynku i jego eksploatacji w wielu różnych strefach klimatycznych.

Moduły FC Toyoty są łatwe w montażu, a ich gama jest wystarczająco szeroka, aby odpowiedzieć na różne potrzeby producentów wodorowych pojazdów i urządzeń. Nowy moduł pozwala na pracę w szerokim zakresie napięć i może zostać bezpośrednio podłączony do istniejącej instalacji elektrycznej oraz współpracować z takimi urządzeniami jak silnik elektryczny, falownik, akumulator itp. Specjalnie opracowany konwerter typu Boost, wbudowany w moduł FC, upraszcza opracowanie i produkcję pojazdów i urządzeń, w których moduł Toyoty będzie wykorzystywany.

Cztery wersje modułu FC można ze sobą łączyć w zależności od potrzeb, elastycznie dostosowując ich konfigurację do mocy produktu, w którym będą montowane, i do ilości dostępnej przestrzeni. Modułowa forma urządzeń Toyoty eliminuje potrzebę tworzenia indywidualnych projektów instalacyjnych. Integruje również i zmniejsza liczbę złączy wejścia i wyjścia, za pomocą który moduł Toyoty będzie podłączany do zasilanego urządzenia, ułatwiając instalację.

Bezpieczeństwo, niezawodność i wsparcie techniczne

Aby zapewnić bezpieczeństwo w związku z wykorzystaniem wodoru oraz z wysokim napięciem, zastosowano wiele zabezpieczeń zaprojektowanych przez Toyotę podczas prac nad hybrydami i samochodami z ogniwami paliwowymi. Środki te mają na celu zabezpieczenie przed wyciekiem wodoru, a w mało prawdopodobnych sytuacjach, gdyby do takiego wycieku doszło, zapewnią jego natychmiastowe wykrycie i zatrzymanie.

Moduł został tak zaprojektowany, aby można go było stosować w wielu różnych środowiskach – zarówno w niskich, jak i wysokich temperaturach, a także na dużych wysokościach, gdzie powietrze jest rozrzedzone. Jest również odporny długotrwałe wibracje.

Producenci pojazdów i urządzeń zasilanych ogniwami paliwowymi, którzy skorzystają z oferty Toyoty, otrzymają pomoc doświadczonych inżynierów marki w zaprojektowaniu optymalnego układu modułów FC w pojazdach lub urządzeniach, które ogniwa paliwowe mają zasilać, z uwzględnieniem takich parametrów jak zużycie wodoru, czas użytkowania czy koszty eksploatacji.

Duża moc i wydajność modułu FC

W ogniwach paliwowych Toyoty wyeliminowano osobny system nawilżania dzięki wykorzystaniu zjawiska zawilgocenia przez wodę powstającą podczas wytwarzania energii w reakcji wodoru i tlenu. Dzięki temu nowy moduł osiągnął najwyższy na świecie poziom gęstości energii na jednostkę objętości.

Konserwacja nowego modułu wodorowego Toyoty jest prosta i nie wymaga częstych przeglądów, co przekłada się na obniżenie kosztów. Toyota zadbała o to, aby utrzymać na niskim poziomie całkowity koszt nowego modułu FC – od ceny zakupu i kosztów użytkowania, po koszty utylizacji.

Źródło: Toyota News

Znaczenie modułu Toyoty dla rynku elektromobilności

Wprowadzenie kompaktowego modułu ogniw paliwowych przez Toyotę może przyspieszyć rozwój rynku pojazdów wodorowych, zwłaszcza w sektorach transportu ciężkiego i publicznego. Dzięki uniwersalności i łatwości integracji, technologia ta może znaleźć zastosowanie także w energetyce i przemyśle. W Polsce, gdzie rośnie zainteresowanie alternatywnymi napędami, dostępność takich rozwiązań może przyczynić się do rozwoju infrastruktury wodorowej i popularyzacji pojazdów zeroemisyjnych.