Drugiego Hindenburga nie będzie, czyli paliwo wodorowe w samochodach a bezpieczeństwo
Po głośnej katastrofie wielkiego sterowca Hindenburg zaprzestano używania wodoru w pojazdach lżejszych od powietrza. Ale czy dzisiaj powinniśmy się bać samochodów z wodorowym ogniwem paliwowym?
Podróż sterowcem była przeżyciem, której nie równają się dzisiejsze loty nawet najlepszymi liniami lotniczymi. Na pokładzie sterowca znajdowała się restauracja, pokoje dla pasażerów, a nawet bar i przestronna świetlica z muzyką na żywo. Dziś, wypełnione innymi gazami, sterowce znów pojawiają się na niebie, ale głównie jako atrakcja turystyczna, a nie środek transportu.
Wodór natomiast wraca do łask jako środek napędowy w transporcie lądowym. Dzięki wodorowemu ogniwu napędowemu, w które wyposażanych jest coraz więcej pojazdów, przemysł samochodowy będzie w stanie poważnie zmniejszyć zależność od paliw kopalnych oraz emisję zanieczyszczeń.
Wciąż jednak wiele osób boi się zastosowania w tym celu wodoru, również mają w pamięci wypadki takie jak ten który dotknął załogę wielkiego zeppelina.
Czy te obawy są słuszne?
Porównajmy wodór do jego najpowszechniejszej alternatywy, czyli… benzyny. Benzyna i jej opary również są łatwopalne. W przypadku uszkodzenia zbiornika paliwo płynne rozlewa się po największej możliwej powierzchni, rozszerzając w ten sposób zagrożenie pożarowe. Jak zachowuje się wodór, gdy uszkodzimy zbiornik, w którym się znajduje? Ponieważ jest gazem 14-krotnie lżejszym od powietrza, natychmiast ulatnia się do góry, nie pozwalając na stworzenie zapalnej mieszanki (wodór jest niebezpieczny dopiero po zmieszaniu z tlenem). W przypadku zapalenia wodoru powstały płomień jest wąski i pionowy - nie zagraża rozprzestrzenieniem się. Ma on również stosunkowo niewielką temperaturę w porównaniu do płomienia spalania paliwa płynnego - można przebywać w jego bezpośredniej bliskości bez większego ryzyka poparzenia.
Również pozostałości spalania benzyny są o wiele bardziej niebezpieczne - powstające tlenek węgla i sadza są szkodliwe dla zdrowia człowieka i środowiska. Produktem spalania mieszanki wodorotlenowej jest zaś para wodna, czyli zwykła woda.
Doktor Michael Swine z Uniwersytetu w Miami przeprowadził nawet eksperyment polegający na spowodowaniu wycieku ze zbiornika z paliwem wodorowym w samochodzie i celowego jego podpalenie. Pożar trwał 90 sekund, podczas których wodór wypalił się całkowicie, rozgrzewając tylną szybę do zaledwie 47 stopni Celsjusza. Samochód po tak wywołanym pożarze nie miał żadnych widocznych zniszczeń. Jest to o wiele bezpieczniejsze od pożaru paliwa płynnego (benzyny), w szczególności dla pasażerów samochodu.
Oczywiście zbiorniki wodoru w samochodach mimo to są poddawane rygorystycznym testom, i są zaprojektowane w celu zapewnienia maksymalnego bezpieczeństwa kierowcy, pasażerom i przechodniom. Na przykład w pierwszym masowo produkowanym samochodzie elektrycznym wyposażonym w wodorowe ogniwa paliwowe, czyli w Toyocie Mirai, zbiornik posiada specjalną, trójwarstwową konstrukcję:
- Wewnętrzna warstwa zbiornika, która ma za zadanie zagwarantować szczelność, uniemożliwiając dyfuzję maleńkich cząsteczek wodoru przez ścianki zbudowana jest z tworzywa sztucznego.
- Kolejna, środkowa warstwa wykonana jest ze stosowanego w lotnictwie niezwykle mocnego kompozytu zbrojonego włóknem węglowym. Zapewnia on wytrzymałość na ciśnienie wielokrotnie większe od panującego wewnątrz zbiornika roboczego ciśnienia czyli 700 barów.
- Warstwę zewnętrzną tworzy kompozyt zbrojony włóknem szklanym, który zabezpiecza zbiornik przed uszkodzeniami mechanicznymi. Warstwa ta przetestowana została na wypadek zderzenia z innym pojazdem, a nawet obstrzału z broni palnej.
Oprócz odpowiednio skonstruowanych ścianek zbiornik posiada specjalny zawór, który nie pozwala aby we wnętrzu zbiornika powstało zbyt duże ciśnienie. Nad szczelnością całej instalacji czuwa szereg czujników, które mają za zadanie m.in. odciąć dopływ wodoru w trakcie wypadku, i uniemożliwić zatankowanie w razie nieszczelności.
Tankowanie samochodu z ogniwem wodorowym to kolejny dopracowany pod względem bezpieczeństwa aspekt użytkowania samochodu. We wspomnianej Toyocie Mirai tankowanie przebiega nieco inaczej niż napełnianie standardowego baku benzyną czy olejem napędowym. Dysza na końcu dozownika ma mechaniczny zamek, który, nie zostanie prawidłowo zamknięty, uniemożliwi rozpoczęcie tankowania. W złączu między dozownikiem paliwa a wlotem znajdują się czujniki, które również uniemożliwią tankowanie w przypadku rozszczelnienia lub wycieku.
Przy okazji zastosowano również rozwiązanie, wyłączające zapłon samochodu, dopóki przewód tankowania tkwi we wlocie paliwa - koniec znanego z filmików z kamer przemysłowych odjeżdżania ze stacji, ciągnąc za sobą przewód!
Producenci samochodów z ogniwami wodorowymi wolą dmuchać na zimne, wiedząc jak łatwo zniechęcić klientów do nowych rozwiązań. Gdyby powtórzył się choć na małą skalę, jakikolwiek wypadek z wodorem, postęp w tej dziedzinie cofnąłby się o dziesiątki lat. My, konsumenci, możemy się tylko z tego cieszyć: dzięki temu pierwsza generacja wodorowych aut będzie dopracowana i bezpieczna.
