BASF v oblacích s palivovými články

Pokud čekáte při pohledu na startující motorový kluzák Antares DLR-H2 burácení motoru, budete překvapeni: letoun se z plochy vznese prakticky neslyšně. A neucítíte ani zápach paliva – Antares je totiž vůbec prvním letounem, který je poháněn výlučně vodíkem. Systém, který to umožňuje, se skrývá pod křídly letounu. Právě zde se vytváří elektřina pro elektronické systémy a elektrický motor. Srdcem systému 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. Antares DLR-H2 byl vyvinut Německým leteckým střediskem (DLR) a společností Lange Aviation s cílem otestovat potenciál palivových článků pro použití v letectví. „Společnost BASF se pilotního projektu účastní zejména proto, že chce podpořit rozvoj netradičních zdrojů energie, jejíž skutečný rozmach čekáme v blízké budoucnosti, a to zdaleka nikoli pouze v oblasti letectví,“ zdůrazňuje dr. Carsten Henschel z BFC. „V nynější době nedostatku omezených zdrojů energie mohou palivové články přispět například k zajištění plynulé dodávky energie. Vodík lze totiž získávat ze 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.“ 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, kterou vyvinul koncern BASF, nyní otevírá konstruktérům zcela nové možnosti: tato novinka spočívá ve světově první komerčně dostupné membráně pro palivové články, jež umožňuje provozní teploty až 180 stupňů Celsia. Nové systémy jsou prodávány pod značkou Celtec®. 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 čisticích systémů. Výjimečná účinnost membrány Celtec není na první pohled zjevná: tenký obdélníček velikosti lidské dlaně vypadá jako kus zcela běžné plastové fólie. Výzkumníkům společnosti BASF se nicméně podařilo vyrobit membránu, jež jako hlavní komponentu používá tepelně-stabilní polymer polybenzimidazol. Tento plast – používá se mimo jiné i k výrobě obleků pro hasiče – propůjčuje membráně odolnost proti žáru. Vysoká provozní teplota rovněž zabraňuje tomu, aby se na platinové elektrodě (anodě) hromadily nečistoty obsažené ve vodíku. V MEA funguje platina jako katalyzátor spouštějící elektrochemickou reakci. Nečistoty by její funkci katalyzátoru však blokovaly. Vzhledem k tomu, že palivové články o vysoké teplotě tolerují vyšší úroveň nečistot ve vodíku než systémy fungující o nízké teplotě, je čištění vodíku podstatně jednodušší – díky tomu je systém palivových článků ještě robustnější, jednodušší a v neposlední řadě i levnější na výrobu. „Díky materiálu Celtec potřebují nyní systémy využívající palivové články o třetinu méně komponent. Celkové náklady na výrobu se tak sníží o plných 40 procent. Právě vývoj této membrány odolné vůči vysokým teplotám konečně udělal z technologie palivových článků zajímavý komerční produkt,“ vysvětluje odborník BFC Henschel. /mt/