W latach 90tych ub. wieku pojawiły się pierwsze jaskółki elektromobilności. Od tego czasu Mercedes-Benz rozwijał różne technologie i obecnie oferuje rosnącą gamę pojazdów elektrycznych i hybrydowych typu plug-in, szczególnie w segmencie samochodów osobowych.
Wiele modeli samochodów ciężarowych i autobusów jest napędzanych wyłącznie baterią elektryczną. Wkrótce w pojazdach Daimler Truck AG źródłem energii będą również ogniwa paliwowe. Ciężarówki na ogniwa paliwowe wejdą do produkcji seryjnej w drugiej połowie tej dekady, a testy z udziałem klientów zaplanowano na rok 2023. Ogniwa paliwowe są też źródłem energii w autobusach miejskich. Ogniwo paliwowe to pokładowa elektrownia wytwarzająca energię elektryczną z wodoru. Mercedes-Benz ma tutaj bogate doświadczenie – badania nad ogniwami paliwowymi firma rozpoczęła 30 lat temu.
25 lutego 1991 roku koncern i Dornier GmbH z Friedrichshafen, należący wówczas do Daimlera, rozpoczęły prace nad ogniwem paliwowym do zasilania pojazdów elektrycznych. Była to era “Zintegrowanej Grupy Technologicznej” i pod parasolem Daimler-Benz AG pracowało kilka firm z różnych branż takich jak elektronika cyfrowa i komputerowa czy też podróże kosmiczne, z korzyścią dla techniki motoryzacyjnej.
Dornier opracowywał systemy do załogowych podróży kosmicznych, w tym ogniwo paliwowe AFC (alkaliczne ogniwo paliwowe). W latach 80. pojawiła się nowa technologia ogniw paliwowych: z membraną do wymiany protonów (PEMFC). System ten wykorzystuje stosunkowo niskie temperatury, od 60 do 120 stopni Celsjusza, co umożliwia zastosowanie ich jako konwerterów energii w samochodach elektrycznych do wytwarzania prądu z wodoru. Właśnie to zaproponowali konstruktorzy, ale ich pomysł został jednak początkowo odrzucony – najwyraźniej nie nadszedł jeszcze czas na taki ruch.
W 1991 roku projekt otrzymał nowy impuls, kiedy to prof. Hartmut Weule przejął kierownictwo działu badawczego koncernu Daimler-Benz. To on zaakceptował opracowanie ogniwa paliwowego dla pojazdu elektrycznego.
Tylko dwa lata na opracowanie pierwszego modelu demonstracyjnego
To było zielone światło, na które czekali inżynierowie. W ciągu zaledwie kilku tygodni opracowali koncepcję modułu napędowego i przedstawili ją Weule’owi. W listopadzie 1991 r. wydał on zgodę na budowę modelu demonstracyjnego i zapewnił finansowanie na dwa lata. Nie było to zbyt wiele na rozwój technologii, która do tej pory nigdy nie istniała, ale wizja bezemisyjnej motoryzacji była kusząca: prąd elektryczny dla silnika miał być wytwarzany na drodze elektrochemicznej konwersji wodoru, której jedynym produktem ubocznym była woda.
Nowy Mercedes-Benz Klasy C – odkrywamy jego tajemnice
Faza rozwoju projektu zakończyła się sukcesem. 13 kwietnia 1994 roku firma zaprezentowała publicznie NECAR – “Nowy samochód elektryczny”. W tym czasie ten innowacyjny pojazd miał już na liczniku kilka tysięcy kilometrów przebiegu – od grudnia 1993 roku był w ruchu drogowym i przez cały ten czas działał bezawaryjnie.
Dalsze test odbywały na dostawczym Mercedesie MB 100 . Był mobilnym laboratorium technologii przyszłości. Moduł napędowy w tym aucie ważył około 800 kg i zajmował prawie całą przestrzeń bagażową. Ale pojazd spełnił swoją misję – udowodnił, że napęd na ogniwa paliwowe sprawdza się na drodze. Na jednym tankowaniu wodoru NECAR pokonywał około 130 km przy prędkości maksymalnej 90 km/h. Moc silnika elektrycznego wynosiła 30 kW (41 KM). NECAR był kamieniem milowym i jest ikoną mobilności – dziś można go oglądać w Muzeum Mercedesa w Stuttgarcie.
Kolejne etapy rozwoju sprawiły, że technologia ogniw paliwowych stała się bardziej przydatna, wzrosła wydajność ogniw i poprawiła się zdolność do rozruchu zimnego silnika. Każdy kolejny samochód Mercedes-Benz z ogniwami paliwowymi był postępem technologicznym. W tę innowacyjną technikę napędową wyposażono również pojazdy użytkowe. Testowano autobusy do regularnej obsługi pasażerów – premiera w NEBUS (Nowy Autobus Elektryczny) odbyła się w 1997 roku. W kolejnych latach kilkadziesiąt autobusów miejskich na bazie Citaro było regularnie eksploatowanych w metropoliach Europy, Australii i Chin.
W 2017 roku na międzynarodowych targach motoryzacyjnych (IAA) we Frankfurcie zaprezentowano prototypowy samochód Mercedes-Benz GLC F-CELL. Ten pierwszy na świecie pojazd elektryczny z ogniwami paliwowymi i technologią hybrydową plug-in, od 2018 r. był użytkowany początkowo przez klientów flotowych, a od 2019 r. przez kolejnych klientów biznesowych i prywatnych. W ciągu zaledwie trzech minut można było napełnić zbiorniki pojazdu wodorem pod ciśnieniem 700 barów. Zasięg pojazdu elektrycznego o mocy 155 kW (211 KM) na bazie wodoru wynosił około 430 kilometrów w europejskim cyklu jazdy NEDC, a dodatkowo około 50 kilometrów w trybie hybrydowym z wykorzystaniem energii elektrycznej z akumulatora.
Ogniwa paliwowe w pojazdach użytkowych
Daimler Truck AG koncentruje się na dalszym rozwoju i zastosowaniu ogniw paliwowych w ciężkich samochodach ciężarowych i autobusach miejskich. Ogniwo paliwowe doskonale sprawdza się w autobusach miejskich z napędem elektrycznym jako przedłużacz zasięgu. W samochodach ciężarowych, dzięki zastosowaniu ciekłego wodoru, sprawdza się w przypadku przewozów długodystansowych do 1000 kilometrów i więcej. W 2020 r. Daimler Truck AG świętował światową premierę Mercedes-Benz GenH2 Truck, koncepcyjnego samochodu ciężarowego napędzanego ogniwami paliwowymi. Wprowadzenie go do seryjnej produkcji firma planuje na drugą połowę dekady. Ponadto w ub. roku Daimler Truck AG założył spółkę Daimler Truck Fuel Cell GmbH & Co. KG w celu połączenia wszystkich działań związanych z ogniwami paliwowymi w całym koncernie. Spółka Daimler Truck Fuel Cell GmbH & Co. KG ma zostać przeniesiona do spółki joint venture z Grupą Volvo. Porozumienie o współpracy w tym zakresie zostało podpisane przez Volvo Group i Daimler Truck AG pod koniec 2020 roku. Celem jest rozwój, produkcja i komercjalizacja systemów ogniw paliwowych. Oprócz zastosowania w ciężkich samochodach ciężarowych, systemy te będą oferowane również do innych zastosowań.
Źródło: Mercedes-Benz