Článek
Antares DLR-H2 byl vyvinut Německým leteckým střediskem (DLR) a společností Lange Aviation s cílem otestovat potenciál palivových článků pro použití v letectví. Srdcem celého systému letounu je sestava keramických elektrod (zkráceně MEA), kterou vyvinula divize BASF Fuel Cell (BFC). V těchto keramických elektrodách se chemická energie vytvořená reakcí mezi kyslíkem a vodíkem přeměňuje přímo na elektřinu a teplo.
„V nynější době nedostatku omezených zdrojů energie mohou palivové články přispět například k zajištění plynulé dodávky energie. Vodík lze totiž získávat z široké škály zdrojů: od větru, přes solární energii až po zemní plyn nebo naftu. Tato technologie je navíc podstatně efektivnější než ostatní běžně používané a jejím jediným odpadním plynem je vodní pára,“ uvedl Carsten Henschel z BFC.
Vodík jako pohon pro velká cestovní letadla
„Až úspěšně proběhnou všechny testovací lety prototypu Antares, chtěli bychom tento systém instalovat do Airbusu A320. Ten bude optimalizován pro použití ve velkém letounu, kde by měl v budoucnu zajišťovat efektivní výrobu elektrické energie, jež se spotřebovává na palubě,“ vysvětluje Josef Kallo z DLR.
Ve velkém letounu pak bude palivový článek všestrannou součástkou. Vyráběná elektřina se bude používat nejen jako zdroj energie na palubě, ale vedlejší produkty jako teplo a voda budou využívány jako rozmrazovač pro křídla a teplá voda bude využívána i na toaletách. DLR má v plánu dokončit letové testy v roce 2010, potom bude palivový článek poprvé použit v letounu A320 ATRA.
Budoucnost je ve vodíku, míní odborníci
Velkým úkolem je nyní pro výrobce sestavit co nejmenší a nejlehčí systém na bázi palivových článků, který by mohl být využit v praxi. Klíčem k dosažení toho cíle je, aby systém měl co nejméně komponent. Běžné systémy na palivové články fungují při teplotách maximálně 80 stupňů Celsia – proto potřebují značný počet pomocných jednotek a také velice složitý ovládací systém, který bude u letadla fungovat jak na zemi, tak ve vysokých výškách.
Technologie MEA nyní otevírá konstruktérům zcela nové možnosti. Tato novinka spočívá ve světově první dostupné membráně pro palivové články, jež umožňuje provozní teploty až 180 stupňů Celsia. Palivové články obsahující tento materiál lze chladit vzduchem, takže není třeba vůbec používat vodu. Tím se eliminuje potřeba zvlhčovačů vzduchu, vodních pump, nádrží, ventilů a čistících systémů.
Elektrochemie na rychlém vzestupu
Dějiny palivového článku se začaly psát roku 1838 v laboratořích německo-švýcarského chemika Christiana Friedricha Schönbeina a velšského fyzika Williama Roberta Grovea. Tito dva vědci tehdy společně udělali několik experimentů, v nichž zkoušeli využití palivových článků.
Materiál byl tehdy bohužel velice obtížně dostupný, a tak na jejich vynález sedal prach v učebnicích elektrochemie. Do praxe tuto technologii uvedli teprve američtí letečtí konstruktéři zhruba o sto let později: palivový článek se vydal do kosmu společně s vesmírnými kapslemi Apollo.
Palivové články odolné vůči vysokým teplotám by se v dohledné době mohly používat v přenosných zařízeních určených například pro kemping, jako zdroje tepla a elektřiny v soukromých domech a do budoucnosti rozhodně není vyloučeno ani jejich použití v automobilech. Technologie se těší rovněž značnému zájmu mezi výrobci elektroniky, neboť v tomto odvětví by palivové články našly uplatnění v mobilních telefonech, rádio zařízeních i přenosných počítačích.
Aby palivový článek dokázal vyprodukovat dostatečně elektřiny pro praktické použití, jako je například pohánění motorového kluzáku Antares, je třeba seřadit několik takových článků do série, neboť jeden palivový článek dokáže vyprodukovat zhruba jen 600 až 700 milivoltů. Dánská společnost Serenergy vyvinula speciálně pro letoun Antares výrazně odlehčenou, vzduchem chlazenou soustavu, jež obsahuje stovky palivových článků.