(foto) Cercetarea celulelor de combustie pentru aplicații mobile a început acum 30 de ani la Mercedes-Benz

În plus față de camioanele și autobuzele alimentate exclusiv cu unități electrice pe bază de baterii, vehiculele comerciale Daimler Truck AG vor folosi și pilele de combustie ca sursă de energie: astfel de vehicule vor intra în producția de serie în a doua jumătate a acestui deceniu, iar testele pentru clienţi sunt programate pentru anul 2023.

Dar acum, compania poate analiza experiența extinsă cu această tehnologie pentru că cercetarea privind celulele de combustie a început acum exact 30 de ani!

La 25 februarie 1991, dezvoltarea unei unități de celule de combustie pentru alimentarea unui vehicul electric a început cu o propunere de proiect a Dornier GmbH din Friedrichshafen, pe atunci membru al Grupului. Aceasta a fost epoca “Grupului de tehnologie integrată”: sub această umbrelă corporativă Daimler-Benz AG de atunci a unit mai multe companii din diferite industrii. Domenii precum electronica digitală și computerizată, precum și călătoriile în spațiu au îmbogățit grupul de cunoștințe al Grupului, care a beneficiat și de domeniul tradițional al tehnologiei auto.

Dornier dezvolta sisteme de deplasare în spaţiu cu echipaj, inclusiv o celulă de combustie AFC (alcalină) care să fie utilizată pentru furnizarea de energie. În anii 1980, a apărut o nouă tehnologie a pilelor de combustie: celula de combustie cu membrană de schimb de protoni (PEMFC). Acest sistem folosește temperaturi relativ scăzute între 60 și 120 de grade Celsius, ceea ce face posibilă utilizarea lor ca convertizoare de energie în mașinile electrice pentru a genera electricitate din hidrogen. Este exact ceea ce au propus dezvoltatorii din cadrul grupului. Cu toate acestea, ideea a fost inițial respinsă – timpul pentru această mișcare nu era încă evident.

Apoi, proiectul a primit un impuls în 1991: profesorul Hartmut Weule a preluat conducerea diviziei de cercetare a Daimler-Benz chiar înainte de aceasta. Drept urmare, a acceptat proiectul de schemă pentru dezvoltarea unei unități de alimentare cu celulă de combustie pentru un vehicul electric.

Aceasta a fost lumina verde pe care o așteptau inginerii. În doar câteva săptămâni, au dezvoltat un concept bine definit pentru un modul de acționare și l-au prezentat lui Weule. În noiembrie 1991, a aprobat construcția unui model demonstrativ și s-a organizat pentru aceasta finanțare pentru doi ani de zile. 

Acest lucru nu a durat mult pentru dezvoltarea unei tehnologii care, până în acel moment, nu a existat niciodată în această formă. Dar obiectivul mobilității fără emisii a fost tentant: curentul electric pentru motorul de care pune în mişcare un vehicul a fost generat prin conversia electrochimică a hidrogenului, singurul produs secundar fiind apa.

Restul poveștii este istorie, iar faza de dezvoltare rapidă a fost un succes. La 13 aprilie 1994, compania a dezvăluit publicului NECAR – New Electric Car. În acel moment, vehiculul inovator avea deja câteva mii de kilometri pe odometru – ieșise pe drumuri din decembrie 1993 și rulase fără probleme în tot acel timp. Aceasta a fost o etapă suplimentară în istoria inovatoare a Mercedes-Benz.

O autoutilitară Mercedes-Benz MB 100 a devenit un laborator mobil pentru tehnologia viitorului. Nu pentru că aplicațiile vehiculelor comerciale erau principalul obiectiv la acea vreme, ci pentru că modulul de propulsie cântărea în jur de 800 de kilograme și încă necesita un spațiu mare – ocupând aproape întregul compartiment de încărcare. 

Vehiculul și-a îndeplinit misiunea și a demonstrat că sistemele de propulsie cu celule de combustie erau, într-adevăr, potrivite pentru vehiculele rutiere. NECAR a reușit să parcurgă aproximativ 130 de kilometri pe un rezervor de hidrogen și viteza sa maximă a fost de 90 de km/h. Puterea motorului electric a fost de 41 CP. NECAR a fost o piatră de hotar şi astăzi se află în Muzeul Mercedes-Benz din Stuttgart.

Compania a continuat pe acest drum. Etapele de dezvoltare din anii următori au făcut ca tehnologia pilelor de combustie să fie mai potrivită pentru utilizarea zilnică. De exemplu, a devenit mai ușoară integrarea tuturor componentelor în vehicule, performanța a crescut și capacitatea de pornire la rece s-a îmbunătățit. 

Fiecare vehicul individual cu celule de combustie Mercedes-Benz a documentat progresul realizat în dezvoltare în anii următori. Vehiculele comerciale au fost, de asemenea, echipate cu tehnologia inovatoare de propulsie. Autobuzele care deserveau servicii regulate de călători au fost, de asemenea, testate cu aceasta – o premieră fiind NEBUS New Electric Bus) în 1997.

În anii următori, Mercedes-Benz a adunat cunoștințe valoroase cu câteva zeci de autobuze urbane pe baza lui Citaro, operat în serviciu regulat în numeroase zone metropolitane din Europa, Australia și China.

Prototipul mașinii Mercedes-Benz GLC F-CELL a fost prezentat în 2017 la Salonul Internațional de la Frankfurt. Fiind primul vehicul electric din lume cu celulă de combustie și tehnologie plug-in hybrid, a fost utilizat inițial de clienții din flote începând cu 2018 și de alți clienți de afaceri și privați din 2019.

În doar trei minute, rezervoarele vehiculului puteau fi umplute cu hidrogen sub formă de gaz la o presiune de 700 bari. Autonomia vehiculului electric cu 211 CP a fost de aproximativ 430 de kilometri în ciclul NEDC, plus aproximativ alţi 50 de kilometri în modul hibrid folosind electricitatea stocată în baterie.

Daimler Truck AG s-a concentrat pe dezvoltarea și aplicarea în continuare a celulelor de combustie în camioanele grele și autobuzele urbane. Celula de combustie este ideală în autobuzele urbane electrice cu baterii ca un range extender. Pentru camioane, acesta este predestinat în operațiuni de transport pe distanțe lungi flexibile și solicitante de până la 1.000 de kilometri și mai mult – datorită utilizării hidrogenului lichid.

În 2020, Daimler Truck AG a sărbătorit premiera mondială a lui Mercedes-Benz GenH2 Truck, un camion conceptual propulsar de energia generată prin pile de combustie. Compania intenționează lansarea producției sale în serie pentru a doua jumătate a deceniului actual.