Opels brændstofcellebil gennemgår hård test
Opel viste den første bil med brændstofceller på Geneve udstillingen i 1997 - og året efter i Paris med en forbedret udgave. På den første udstilling i år 2000 viste General Motors i Detroit den opsigtsvækkende Precept både som hybrid og som ren elektrisk bil forsynet med brændstofceller.
Nu er Opel og GM så langt fremme med udviklingen af brændstofceller, at motorjournalister har fået lejlighed til at prøve en bil med fremtidens drivkraft. HydroGen1 er en ombygget Opel Zafira drevet af brændstofceller.
Store fordele
Da Opel og moderselskabet GM i 1998 oprettede GAPC - center for alternativ drivkraft - var det i fuld tiltro til brændstofcellernes fremtid, og i dag er 250 teknikere i Tyskland og USA fuldt beskæftiget med denne udvikling. Det er ikke så mærkeligt, da elektrisk drift med brændstofceller har alle de fordele, man kan ønske sig. Med elektromotor er der kun rent roterende masse, og altså ingen vibrationer, brændstoffet udnyttes bedre end i en dieselmotor - og såfremt brændstoffet er ren brint, er der overhovedet ingen forurening, da det eneste affaldsprodukt er vand.
Brugen af ren brint er det eneste svage punkt endnu, men man regner med at de første biler med brændstofceller i produktion, i selve bilen vil omdanne metanol eller ren benzin til brint, hvilket vil give et udslip af CO2 på lidt under det halve af udslippet fra en forbrændingsmotor.
I HydroGen1 er drivmidlet ren brint, der er nedkølet til minus 253 grader, opbevaret i en rustfri tank isoleret af flere lag af et specielt glasfibermateriale med samme virkning som en ni meter tyk isolering med polystyren. Tanken indholder 75 liters flydende brint, der giver bilen en aktionsradius på 400 kilometer.
200 celler i serie
Motoren er en trefaset elektromotor på 55 kW/75 hk, der ved træk på HydroGen1´s forhjul giver bilen en tophastighed på 140 km/t og en accelerationstid på 16 sekunder fra nul til 100 km/t. Der er 200 enkelte brændstofceller forbundet i serie, og de kan konstant levere 80 kW(109 hk) og maksimalt 120 kW(163 hk). Motoren kan altså omsætte 68,75 procent. I de almindelige elektrobiler regnes med en omsætning på cirka 60 procent, og når de øvrige tab fra mekanisk energi omdannet til elektricitet til opladning af akkumulatorer, der igen skal give strøm til den drivende elmotor, er den endelige omsætning af energi yderst beskeden. En elbil med akkumulatorer forurener derfor langt mere end en benzinmotor, bare et andet sted end fra selve bilen. Drift med brændstofceller er derfor elbilens eneste chance som afløser for benzinmotoren.
Indenfor GAPC er man helt klar over en lignende vanskelighed ved drift med ren brint, som der ganske vist er uendelige ressourcer af, men det skal altså først udskilles. Hvis dette skal ske med elektrisk strøm fra de konventionelle kraftværker, er man ikke meget bedre stillet end med akkumulatorbilerne. Derfor forskes der i andre muligheder lige fra biogas til vind- og vandkraft samt solenergi enten i store centrale anlæg eller i mindre decentrale anlæg. På det punkt regnes der ikke med en løsning før i 2020. Det foreløbige mål er at skabe en bil revet med brændstofceller til en fornuftig pris og med rigelige mængder af tilgængeligt brændstof overalt. derfor koncentreres der i øjeblikket om løsningen med at omdanne metanol eller benzin til brint i selve bilen.
Vægt og volumen ikke stort problem
Brændstofceller er ikke en opfindelse af nyere dato, for det var den engelske jurist og fysiker, Sir William Robert Grove, der i 1839 - for 160 år siden - kom med den tanke, at kunne man skille vand til ilt og brint ved hjælp af elektricitet, måtte man også kunne skabe elektricitet ved at føre ilt og brint sammen på en passende måde uden forbrænding. Han skabte den første brændstofcelle, og siden er den dukket op med mellemrum, indtil den i sidste halvdel af 1900-tallet blev gjort til genstand for intens forskning - og brug. Den benyttes til drift i ubåde og til elforsyning i rumfartøjer. Som stationær drivkraft benyttes den også på grund af sin gode økonomi, og Hamburgs el- og gasforsyning har blandt andre to værker med brændstofceller.
Ved stationær drift har vægt og volumen af selve udstyret ikke den store betydning, men begge dele har været vanskeligheder, som skulle overvindes i forbindelse med biler. For 20 år siden havde en brændstofceller samme størrelse som en akkumulator i de virksomheder, der kom for sent i gang med forskningen. I HydroGen1 fylder de 200 celler det samme som en almindelig forbrændingsmotor.
Der er ingen gearkasse i almindelig forstand, kun et reduktionsgear med fast udveksling, og sammen med elmotoren vejer drivaggregatet kun 68 kilo. Brændstoffet tynger heller ikke, da de 75 liter brint vejer fem kilo. Alligevel har HydroGen1 taget 150 kilo på i vægt i forhold til den almindelige Opel Zafira (vægt: 1425 kilo). Dette ophæves dog i nogen grad af det gode drejningsmoment på 251 Newtonmeter, der vel at mærke er til rådighed lige fra stående start. På det punkt har elmotoren overtaget dampmaskines største fordel. Pladsmæssigt er HydroGen1 en fuldt rummelige 5-personers, og gulvet i bagagerummet er kun hævet 10 centimeter.
Designmæssige fordele
Ganske som forbrændingsmotorerne har brændstofcellerne en del hjælpeudstyr som kompressor til lufttilførslen (ilt), køle- og varmeanlæg, og en akkumulator med høj spænding, der hjælper til ved maksimal belastning. I HydroGen1 er sidstnævnte indbygget under bagsædet, er er hævet tre centimeter. Der er også en efterbrænder, der tager sig af brint, hvis noget skulle smutte ubenyttet ud. Den producerede jævnstrøm omdannes til 250-380 volt vekselstrøm, der driver den 75 hk stærke trefasede elektromotor. Hele anlægget har den fordel, at intet har faste pladser. Det giver konstruktørerne langt friere hænder til selve vognens udformning og vægtfordeling. Når der bliver tale om produktionsmodeller, bliver det derfor hele nye biler og ikke som HydroGen1, der er en eksisterende model, der er ombygget til dette specielle formål.
Der er sket store fremskridt
Det er mere end 30 år siden, General Motors byggede den første bil med brændstofceller. Det var en ombygget varebil, der kunne rumme hele udstyret. Der var 32 brændstofceller i serie, de udviklede 32 kW, brændstoffet var brint i stålflasker, og aktionsradius var 200 kilometer. Det så lovende nok ud, mens dels var benzinpriserne i USA meget lave, og miljøet var der ingen, der tænkte på. Derfor blev projektet opgivet.
Der blev forsket lidt hen ad vejen, og i 80'erne var situationen en helt anden. Der kom fart i forskningen, og store fremskridt blev nået. Et af de vigtigste var udskiftning af den flydende elektrolyte med ganske tynde platinbelagte membraner, hvilket gav en enorm pladsreduktion. En generator indbygget i bilen kunne omdanne metanol til brint, og dermed var et af de praktiske problemer løst. I dag kan brændstofcellerne hos Opel/GM fungere omgående ved så lav temperatur som minus 40 grader Celsius.
BILPRISER.DK'S NYHEDSBREV
Sidste nyt om biler på e-mail hver fredag.
