Még nem a Doki DeLoreanje. De majdnem

Nissan e-Bio Fuel Cell e-NV200 – 2016.

2016.09.14. 06:50

Még csak egy nagy, böszme doboz, de ennyire közel talán semmi sincs a Vissza a jövőbe autójához. Alapvetően annyit kell róla tudni, hogy náddal megy, méghozzá jó sokat. A többi a cikkben.

Ha már villany a téma, akkor legyen kövér alapon a Nissan nemcsak a BladeGlider prototípust hozta el Brazíliába, újságíróknak mutogatni, hanem egy hosszú távon sokkal izgalmasabb másik tanulmányt is. Első ránézésre a nagy, fehér bödön nem más, mint egy Nissan e-NV200 furgon, de ha kinyitják, látjuk: ebben valahogy kisebb a raktér, mert magas a padlója. Na, ott lakik a csoda.

A jármű a már mindannyiunk által ismert, elektromotoros kisáruszállító, az e-NV200, csakhogy itt tüzelőanyagcella állítja elő az áramot. Nincs ebben semmi különös. Eddig. Viszont nincs benne hidrogéntartály sem, a hajtóáramot adó gázt ugyanis ez az autó a fedélzeten állítja elő, magának, etanolból. Az etanolt pedig cukornádból készítik, ami az amerikai kontinensen már-már gyomnövényi mennyiségben van jelen. A tervezők a belsőégésű motorral hajtott autókhoz képest harmad összegű üzemeltetési költséget ígérnek vele, azaz kvázi azt a szintet, amit ma a tisztán elektromos autók tudnak. Csakhogy itt a hatótáv itt nem 2-300 kilométer, hanem 600, a feltankolás pedig nem nyolc-tíz órán át tart, hanem odagurulsz a kúthoz, leveszed a pisztolyt, és belefolyatod a cuccot. Világmegváltás! Világmegváltás?

Nagyjából igen. Kicsit frissítsük fel a tavaly tanultakat: a tüzelőanyagcellás autóba hidrogént kell tölteni, ezt a hidrogént aztán levegővel keverve a tüzelőanyagcella membránjára nyomják. A tüzelőanyagcella pedig kvázi leborotválja az elektronokat a hidrogénről. Ezek a szabaddá vált elektronok adják azt az áramot, ami egy köztes akkumulátorból aztán hajtja az autó villanymotorját, Melléktermékként pedig egy kis desztvíz keletkezik, ami jó lesz például anyuci vasalójába, vagy a szomszéd öreg, lyukas hűtős Micrájába. Esetleg elpárolog, az már tényleg nem számít.

Igen ám, csakhogy a fránya tüzelőanyagcellába platina kell, mert az a katalizátor, ami végzi az elektronleborotválást. Ám a platina drága, talán éppen azért, mert kevés van belőle a Földön. Másik apró aggály, hogy jártunkban-keltünkben valahogy nagyon kevés hidrogén-kutat látunk az autópályák mellett szerte Európában – én személyesen életemben eddig csak egyet szpottoltam, Oslo mellett. Norvégia azonban nem számít, amikor úttörő környezeti megoldásokról beszélünk, mert a norvégok másik pályán játszanak – éppen attól a nyersanyagtól akarnak nagyon szabadulni (azaz inkább pénzt keresni rajta), amitől a legjobban irtóznak, tudják, ezt kőolajnak hívják. Mellesleg szinte ingyen termelik az áramot, mert van náluk geotermia, ár-apály és sok-sok szél.

Ezer a lehetőség, merre visz a jövő?

A Nissan európai EV-fejlesztéseinek felelős igazgatója, Gareth Dunsmore is ott járt Brazíliában, elkaptuk egy gyors kérdés-válasz körre.

TC: Mely országokban várhatók a legkomolyabb átalakulások közlekedésben, nálunk, Európában?

GD: 2020-tól óriási változások jönnek a kontinensen, azok már az Unió legmagasabb kompetens szerveinél vannak véglegesítésen - majd néz mindenki, amikor megismerjük őket. Norvégia neve persze mindig az első helyen merül fel, amikor az alternatív hajtású járművek elterjedése kerül szóba, de az minden szempontból különleges piac, ráadásul kicsi is, tehát ne vegyük ide. A nagyok közül sokáig Nagy-Britannia volt a legígéretesebb áttérő, de szerintem mégis Franciaország lesz az a következő hely, ahol komoly áttörés jön. Két éve ők például még sehol nem voltak Angliához képest az elektromos autók elterjedésében, viszont most, 2016 első hat hónapjában megcsináltak annyit, mint az angolok az előző évben összesen. Ez is mutatja: ha jogi és szemléleti vonalon bekövetkezik a szemléletváltás, a változások nagyon gyorsan következnek.

TC: Nem tart-e attól, hogy a tartósan alacsony üzemanyagárak hátráltatják a tisztább üzemű, jellemzően villamos alapú járművek elterjedését?

GD: Az üzemanyagárak jellemzően nem befolyásolják annyira ezt a folyamatot, mert ha egyszer beindul a szemléletváltás, az új vásárlók már más irányba néznek, egyszerűen derogálni kezd nekik a régebbi technika. Az igazi kényszer azonban a tiltások, az időjárás-változás, az egészségügyi problémák elterjedése lesz, a váltást tehát a gyerekeink fogják kierőszakolni belőlünk.

Ide kívánkozik, hogy nemcsak amiatt fontos számomra az elektromos hajtásmódozatok elterjesztése, mert a Nissannál dolgozom, éppen ezen a részlegen, és nem is okvetlenül az éghajlatváltozás miatt aggódom – ami miatt egyébként egyre jogosabban lehet is. Hanem mert már otthonról is kapom az ívet: Párizsban lakunk, s egyik nap úgy jött haza a nyolcéves fiam, hogy nem engedték őket focizni a suliban, mert hirtelen elrendelték a szmogriadót és nem mehettek ki. Most már tőle is kapom: apa, tennetek kell valamit.

Az áramtermelés is átalakulóban van. Mint nyilván tudja, nagyon sok áramot termel Európa megújuló forrásokból – egyes országokban pedig már nem is az a baj, hogy honnan lesz energia, hanem hogy a fogyasztási hullámvölgyekben mit kezdjenek azzal. Nos, a Nissan új xStorage akkutechnológiájával – ahol elhasznált Leaf és e-NV200 akkukat újítunk fel és adjuk el háztartási használatra - az energiacsúcsok problémaköre sokkal kezelhetőbbé válik. Hosszú távon ezzel a rendszerrel az a cél, hogy kivehető, összekapcsolható akkucsomagjaink legyenek, amiket az ember otthon tárol és tölt. Ezek a csúcsokban elnyelik, a hiányokkor leadják az áramot, simítva az elektromos hálózat terheléseit. Később fizikailag cserélhetők lennének a kocsikban, fűnyírókban, kerti traktorokban, megszabadulhatnánk a seregnyi egyéb, szennyező, belsőégésű motorral hajtott eszközünktől is.

TC: Rendben van, ez Európa, amely technológiailag és környezettudatosságban mindig élen járt. De mi a helyzet a feltörekvő országokkal, Indiával, Kínával, az egyéb, autókat már nagy mennyiségben használó, ám a szennyezés csökkentésére nem sokat fordító államokkal?

GD: Erre csak egy példát mondok, azt az országot elővéve, amit a legtöbben fekete bárányként emlegetnek ebben a témakörben: Kínában minden új jogosítvány megszerzéséhez az igénylőnek fel kell mutatnia, hogy beszerezte az új, személyes rendszámát. Ezekre a rendszámokra pedig több éves a várakozási idő. Igen ám, de elektromos autókra azonnal kiadják. Látja, ezért ugrottak meg annyira Kínában a villamosautó-fejlesztések tavaly. Minden csak a hozzáálláson múlik.

Amúgy meg az a véleményem, hogy nem szerencsés folyamatosan alakítgatni az állami ösztönzéseket – ahogy most az államok többségében zajlik. Itt nem zseniális ötletekre van szükség, hiszen a gyakori változásoktól csak összezavarodnak a vevők. Inkább konzisztencia kellene a döntéshozásban, hogy átlátható, tervezhető legyen a vevőnek, hogyan kezdjen a villanyautós életformához. És persze növelni kellene mindenütt a hálózat méretét, kialakítani az új, kábel nélküli töltési módszereket. Sajnos az elektromos hálózat korántsem konzisztens, Párizsban például utcáról-utcára más a teherbírás. De az irodaházak, bevásárlóközpontok elég jól be vannak kábelezve, azoknál lehet elkezdeni a fejlesztést, ahogy ezt már sok helyen teszik is.

TC: Mindig csak személyautókról, maximum kis furgonokról beszélünk, ha villanyautózásról esik szó. De mi a helyzet a távolsági teherfuvarozással? Léteznek-e életképes koncepciók arra?

GD: A hosszú távú teherszállítás is kézzel fogható közelségben van, hosszú távon már lehet tervezgetni vele, de az az a terület, ahol nagyon jól jönnének az infrastrukturális változások. Az autópályák mellett sok helyen a közvilágítás miatt már most is visznek áramot (persze Nyugat-Európában – a szerk.). Arról egy speciális rendszert lehúzva az úttest felé, már most is kiválóan lehetne csepptölteni a teherautókat. Most még őrültségnek tűnik, de pár éve még az is eszement dolognak tűnt, hogy villanyautók közlekedjenek az utcákon és lám, ma már évek óta taxikat, kisteherautókat látunk napi használatban futni az utakon.

Szóval klassz dolog a hidrogénnel hajtott tüzelőanyagcellás autó, a Mirai formájában már kapható is, csak Norvégián és Nyugat-Európa egyes szűkebb vidékeit leszámítva egyelőre használhatatlan. Ja, mellesleg a hidrogén tárolása is aggályos a tüzelőanyagcellás járműnél. Ahhoz iszonyatosan erős, sokrétegű tartály kell, benne 700 baron (vagy lehűtve kicsit kevesebben) feszeng a hákettő. Látják, nem az Isis-szolga a veszélyes, hanem a tüzelőanyagcellás autó, amelyek két lábon, bocsánat, négy keréken járó öngyilkos merénylők, ráadásul még a jó szándékú használók kezében is el tudnak pukkanni.

A Brazíliában bemutatott Nissan e-Bio Fuel Cell e-NV200 viszont ezt a problémahalmazt néhány laza mozdulattal megoldja.

  1. Nem kell hozzá hidrogénkút-hálózat, mert a már meglevő etanolkút-láncból bárhol feltölthető hajtóanyaggal.
  2. Nem kell bele platina sem, mert ugyan tüzelőanyagcella van ebben is, de az olyan magas hőfokon működik, hogy egyszerűbb, olcsó anyagú katalizátorral is megvalósítható – ennek neve egyébként Solid Oxide Fuel Cell, azaz szilárd oxidos tüzelőanyagcella.
  3. A tartály itt ráadásul csak egy egyszerű tank, akár egy benzintartály, hiszen az 55 százalék vízzel összekevert etanol csak a sarki zugkrimó közönségének tudna ártani egy-egy átdorbézolt szombat este után.

Szuper! Hozzáteszem – ha már nádcukorból készül az az etanol, akkor lehetne akár repcéből, vagy biomasszából is előállítani, úgy meg már nekünk se lenne olyan távoli ez az egyelőre az amerikai kontinensnek szánt technika. Ha persze mondjuk, sikerült volna nem párnába fojtani mindenféle érdekek mentén Magyarországon a tíz éve még oly ígéretes virágzásnak indult bioetanol-szektort. Mindegy, nemzeti átok, hogy mindig rosszul látunk a jövőbe, éljünk ezzel együtt.

A belvilág

A e-Bio Fuel Cell működési elve valójában igazán egyszerű. Van benne egy ugyanolyan tüzelőanyagcellás átalakítóval és elektromotorokkal működő energiarendszer, mint a Toyota Miraiban, vagy a Honda FCV-ben, csak itt a hidrogén gázt egy reformer, azaz átalakító szállítja a cellákhoz. Ez az átalakító az etanollal kevert vizet (C2H5+3H2O) hidrogénné (H2) és szén-dioxiddá (CO2) alakítja egy olyan folyamat során, amihez hasonlóval a gyógyászati iparban például már hosszú évtizedek óta az oxigént (vagy legalábbis oxigénben dús levegőt) állítják elő, Egyébként a módszer neve pressure swing adsorption, azaz olyasféle hogy: nyomáslengéses adszorpció.

A lényeg: amikor valamilyen gázvegyületet nagy nyomással egy szilárd katalizátorfelületnek szorítunk, a gáz egyes alkotórészei jobban adszorbeálódnak a katalizátor felületén, más részei pedig kevésbé. Ha ugyanezt áramoltatás közben tesszük, nagy nyomáson, a cső túlsó végén jellemzően csak az egyik gáz távozik, a másik pedig adszorbeálódva marad a katalizátor felületén mindaddig, amíg a nyomás meg nem szűnik. Ha egyben a hőt is megemeljük, még hatékonyabb lesz a folyamat – a Nissan új reformerében például közel 100 százalékos a hidrogénleadás. Azt, hogy melyik gázt akarjuk adszorbeáltatni, melyiket szabadon engedni, pedig a katalizátor anyagával lehet megválasztani.

Izgalmas, nem? Innen már tényleg nincs messze a nap, amikor a Vissza a jövőbe Dokijának mintájára összegyűjtjük a biokomposztot, megdaráltatjuk az autóval, s vinnyogó motorok szárnyán elhajtunk a verdával. Bár tudom, hogy pont olyan lett volna, mint egy e-NV200, ettől még imádtam volna vezetni is azt az egy szem kiállított e-Bio Fuel Cellt, mert mégiscsak a jövő egy szeletét kóstolhattam volna meg, de nem engedték. A működtetésével ugyanis akad még néhány bibi.

Hogy néhány adat is legyen róla

Az e-Bio Fuel Cell e-NV200 (fantáziadús a név...) tartálya 30 literes, a fékezéskori és egyéb regeneratív, illetve a termelt áramot tároló akkuja 24 kWh-s, a tüzelőanyagcellája pedig 5 kW-ot termel. A hatótávolság több mint 600 km.

Az egyik, hogy a rendszer működéséhez igen sok hő kell, ami, ha már beállt az üzemi állapot, persze jelen van. De amíg bemelegszik... Itt 3-500 fokokat kell ám elérni, az meg nem kétperces művelet. Az e-Bio Fuel Cell beüzemelési ideje hasonló lehet a gőzautókéhoz, amik anno elismerten ügyesek voltak, gyorsak, csendesek, de mégis kihaltak a harmincas évek elejére, mert nem lehetett csak úgy elhajtani velük (meg néha üzemszerűen kigyulladtak, illetve minden használat után ki kellett kormolni őket, de ezt most hagyjuk). Ez az e-Bio sem az a villám-ébredő. Szinte egyáltalán nem menetképes, amíg be nem izzik az egész, arra meg jó sokat kell várni.

Igen, már más fejlesztőket is hallottam erről a magas hőfokú, platinát nélkülöző tüzelőanyagcelláról beszélni, hogy hát ugye, az lenne az ideális hosszú távon. De azok a tervezők sem tudtak mit kezdeni a bemelegedési idővel, ezért inkább a platinás verziót erőltették. Teszem hozzá, az e-Bio Fuel Cell mellett maga a Nissan is fejleszti a saját platinás-cellás tüzelőanyagcellás járműveit, tehát még ők se nagyon bizakodóak az alkoholista e-NV200 rövid távú megvalósíthatóságával kapcsolatban, bár a tervező mérnök tett egy óvatos „2023-ra kész lesz” becslést.

Ráadásul a tüzelőanyagcellás autóhoz képest ebben van még egy fránya reformer is, amely szintén vágyik egy kis melegségre, máskülönben nemcsak a spéci tüzelőanyagcella, de az etanol-hidrogén átalakító sem kezdi meg a működést. Ehhh, mindig csak a problémák - még mindig nem vagyunk ott, de azért jólesett ez a kis biztató fénysugár.

Hirdetésblokkolóval néznéd éppen a Totalcart, és ettől mi éhen halunk.

A TC olvasása ingyen van, de a működtetése nem: szerzőink és családjaik táplálkoznak, és ami fontosabb: rendszeresen tankolnak, pénzért.

Kérjük, engedélyezd a TC-n a hirdetések megjelenítését, vagy ellehetetleníted a működését annak, amit épp olvasni szeretnél.