Przejdź do treści

Prąd i ciepło z wodoru

Sil­nik Wan­kla (zwany rów­nież sil­ni­kiem z ob­ro­to­wym tło­kiem) znany jest za­pewne tylko oso­bom, które mają do­mieszkę ben­zyny we krwi. Reszta ogląda się za Mazdą RX-8, nie wie­dząc, że pod ma­ską tego spor­to­wego sa­mo­chodu pra­cuje nie­wielki, bo ma­jący po­jem­ność za­le­d­wie 1300 cm³ sil­nik o mocy po­nad 230 KM.

Po­nie­waż to rzad­kie auta, naj­ła­twiej spo­tkać je w oko­li­cach sta­cji ben­zy­no­wych z po­wodu spa­la­nia znacz­nych ilo­ści pa­liwa. Ten cie­kawy mo­tor po­ja­wił się pod ma­ską po raz pierw­szy w NSU Spi­der, który za­de­biu­to­wał w po­czątku lat sześć­dzie­sią­tych ubie­głego stu­le­cia.

Trójkątny tłok

Spe­cy­fiką sil­nika jest bu­dowa tłoka, któ­rego kształt przy­po­mina trój­kąt o wy­pu­kłych bo­kach, który ob­ra­ca­jąc się two­rzy cztery ko­mory: ssawną, sprę­ża­nia, roz­prę­ża­nia i wy­de­chową. Je­den ob­rót wału ozna­cza wy­ko­na­nie trzech cy­klów pracy: ssa­nia, sprę­ża­nia, wy­de­chu (sil­nik czte­ro­su­wowy po­trze­buje dwóch ob­ro­tów wału na wy­ko­na­nie jed­nego cy­klu). Jego główne za­lety to nie­wielki roz­miar a co za tym idzie, ni­ska masa. Po­nadto składa się z mniej­szej liczby czę­ści, co w po­łą­cze­niu z pro­stą kon­struk­cją daje wy­soką spraw­ność me­cha­niczną. Wśród wad, obok wspo­mnia­nego wy­so­kiego zu­ży­cia pa­liwa, na­leży wska­zać pro­blemy z uszczel­nie­niem tłoka, znaczną emi­sję ga­zów oraz utratę cie­pła z wy­ni­ka­jącą z kształtu ko­mory spa­la­nia. Jed­nak Mazda do­szła do ta­kiej wprawy w pro­duk­cji tych jed­no­stek, że w 2003 roku sil­nik Re­ne­sis zo­stał wy­róż­niony na­grodą En­gine of The Year. W 2007 roku ja­poń­ski kon­cern przed­sta­wił mo­del RX-8 Hy­dro­gen RE, w któ­rym – po kil­ku­na­stu la­tach prac ba­daw­czych – udało się po­łą­czyć dwa spo­soby za­si­la­nia – pa­li­wem i wo­do­rem. Kie­rowca mógł prze­łą­czać źró­dła na­pędu i miał wów­czas do wy­boru 210 KM z ben­zyny lub 109 KM z wo­doru. Za­sięg wy­no­sił 549km na ben­zy­nie i do­dat­kowe 100km na wo­do­rze.

Cho­ciaż w 2011 roku za­prze­stano pro­duk­cji mo­delu RX-8, który był je­dy­nym se­ryj­nym au­tem z sil­ni­kiem Wan­kla, prace nad jego roz­wo­jem nie zo­stały wstrzy­mane. Pro­ble­ma­tyczne oka­zały się normy emi­sji spa­lin, które ostat­nio oka­zują się waż­niej­sze od przy­jem­no­ści z jazdy.

Badania trwają również w Polsce

Pro­jekt „Za­si­la­nie wo­do­rem sil­nika Wan­kla”, dzięki do­fi­nan­so­wa­niu z Eu­ro­pej­skiego Fun­du­szu Roz­woju Re­gio­nal­nego (Pro­gram Ope­ra­cyjny In­no­wa­cyjna Go­spo­darka) zre­ali­zo­wała Ka­te­dra Ter­mo­dy­na­miki, Me­cha­niki Pły­nów i Na­pę­dów Lot­ni­czych Po­li­tech­niki Lu­bel­skiej. Jego bu­dżet za­mknął się kwotą nie­mal dwóch mi­lio­nów zło­tych, a owo­cem nie­mal dwu­let­niej pracy na­ukow­ców są ob­li­cze­nia sy­mu­la­cyjne oraz opra­co­wa­nie pro­to­typu re­duk­tora ci­śnie­nia oraz wtry­ski­wa­cza, pro­ce­dur ste­ro­wa­nia wtry­skiem i za­pło­nem, opra­co­wa­nie kon­struk­cji ba­daw­czej jed­nostki ste­ru­ją­cej a także wy­pra­co­wa­nie kodu sys­temu ste­ro­wa­nia.

Przydatny wodór

Za­letą wo­doru jest jego wy­soka ener­ge­tycz­ność, czyli wy­daj­ność, ale rów­nież do­stęp­ność – jest go wo­kół nas pod do­stat­kiem. Do­dat­kowo efek­tem utle­nia­nia wo­doru jest po­wsta­nie wody, co ma nie­ba­ga­telne zna­cze­nie w ob­li­czu dzia­łań wielu pań­stwa zmie­rza­ją­cych do ob­ni­że­nia emi­sji CO₂ do at­mos­fery. Nie­stety roz­wią­za­nie to ma rów­nież wady – wo­dór jest pa­li­wem nie­zwy­kle trud­nym do wy­ko­rzy­sta­nia. Jak wy­ja­śnia prof. dr hab. inż. Mi­ro­sław Wen­de­ker, który kie­ro­wał pro­jek­tem, efekty pracy lu­bel­skich na­ukow­ców, można za­sto­so­wać do pro­duk­cji cie­pła i ener­gii elek­trycz­nej. Pro­ble­ma­tyczne jest po­zy­ski­wa­nie wo­doru, bo­wiem jest on cią­gle zbyt drogi. Lu­bel­scy na­ukowcy za­pro­po­no­wali, stwo­rzony przez sie­bie, elek­tro­li­zer, który pod wpły­wem prądu stwo­rzy z wody – tlen i wo­dór. Pro­fe­sor wy­ja­śnia, że ogrza­nie domu o po­wierzchni 150m², pod­grza­nie wody oraz wy­two­rze­nie po­trzeb­nej ener­gii elek­trycz­nej wy­maga ok. 50 ki­lo­wa­to­go­dzin lub spa­le­nia 1,5kg wo­doru. To po­zwoli ogrzać na­sze domy nie tylko ta­niej, ale rów­nież w spo­sób mniej szko­dzący śro­do­wi­sku na­tu­ral­nemu.

dr Mar­cin Pie­chocki

Powiązane materiały: