Két újdonsággal voksol a VW konszern a hidrogén mellett

Az Audi A7 Sportback H-tron Quattro és a VW Golf Variant HyMotion a konszern hidrogénes jövőautói.

A jövő kapujában állunk? Több mint 500 kilométer egyetlen tankkal, a kipufogóból pedig mindössze néhány vízcsepp jön. Az A7 Sportback H-tron Quattro nagy erejű, sportos tüzelőanyag-cellás elektromos hajtást használ, amelyet hibridakkumulátor és egy hátul működő elektromos motor egészít ki. A név h betűje a hidrogénre utal. A 231 lóerős jármű összkerékhajtású, ami alapvető újdonság a tüzelőanyag-cellás járművek körében. Az első és a hátsó hajtás itt nem áll mechanikai kapcsolatban, a modell E-quattro hajtásrendszere teljesen elektronikus szabályozású forgatónyomaték-elosztással működik.

Külső megjelenésében a kísérleti modell, amelyet az Audi a Los Angeles-i autószalonra hozott, megegyezik a sorozatgyártású kivitelével. Mint a típusjelzése is mutatja, az alternatív hajtásrendszerű E-tron és G-tron modellek alkotta sorba illeszkedik.

A jármű tüzelőanyagcellája – akárcsak a hagyományos A7 Sportback belső égésű motorja – elöl kapott helyet. Az üzemanyagcella valójában több mint 300 önálló cella összessége, amelyek együttesen alkotnak egy köteget. Az egyes cellák központi eleme a polimer műanyag membrán, amelynek mindkét oldalán platinaalapú katalizátor található. Működése nem különösebben bonyolult: az anódra hidrogént vezetnek, amely protonokra és elektronokra bomlik. A protonok a membránon keresztül a katódra vándorolnak, ahol a levegő oxigénjével vízgőzt eredményezve lépnek reakcióba. Az elektronok ezzel szemben a cellakötegen kívülre vezethető elektromos áramot keltenek, az egyes cellák munkaponttól függően 0,6-0,8 volt feszültséget állítanak elő.

A tüzelőanyag-cella temperálásáról saját hűtőköre gondoskodik, az utastérben pedig egy hőcserélő és egy termoelektromos, önszabályozó fűtőelem biztosít kellemes hőmérsékletet. A 80 Celsius-fok körüli hőmérséklet-tartományon működő hajtás magasabb követelményeket állít a hűtőrendszer elé, mint a vele összevethető teljesítményű belső égésű motor, azonban nagyobb, akár 60 százalékos hatásfok jellemezheti, amely a mai robbanómotorok hatásfokának nagyjából a kétszerese. A rendszer indíthatósága egészen –28 fokig biztosítva van. Mivel a kipufogórendszer ez esetben kizárólag vizet vezet el, tömegtakarékos műanyagból készült.

Az A7 Sportback H-tron Quattro különlegessége, hogy hálózatról tölthető hibrid, a koncepció az Audi A2H2 és Q5HFC kísérleti modellek hajtásának továbbfejlesztése. A rendszer az elektromos hálózatról kábel segítségével feltölthető lítium-ionos akkumulátorral van felszerelve, a 8,8 kilowattóra energiatárolási képességű konstrukció az Audi A3 Sportback E-tron modellből érkezett. A nagy teljesítményű akkumulátor a tüzelőanyagcella számára is optimális partner. Fékezéskor hatékonyan tárolja a visszatáplálásból származó energiát, amivel teljes terheléskor jelentős teljesítménynövelést biztosít. Pusztán akkumulátora segítségével a kocsi akár 50 kilométert is megtehet. A teljes töltés feszültségtől és áramerősségtől függően két (380 voltos ipari áram) és négy óra (230 voltos háztartási hálózat) közötti időtartamot igényel.

A két elektromos motor állandó gerjesztésű szinkronmotor. Teljesítményük egyenként 85 lóerő – így jön ki 231 lóerő rendszerteljesítmény –, maximális forgatónyomatékuk 270 newtonméter. Az elektromos motorok házába 7,6:1 áttételű bolygóműves egységet integráltak a mérnökök. A rendszert mechanikus parkolófék és differenciálmű-funkció teszi teljessé.

Az 1,95 tonnás hidrogénes A7 mindössze 7,9 másodperc alatt gyorsít fel 100 kilométer/óra tempóra, végsebessége 180 kilométer/óra.

Az ötajtós kupé bal hátsó sárvédőjén van a tanksapkafedél, alatta a hidrogénbetöltő nyílással. Egy tankolás csupán három percet vesz igénybe. A tartályok infravörös jelekkel kommunikálnak a töltőberendezéssel, s egyenlítik ki az esetleges nyomás- és hőmérséklet-különbségeket. A tankok 700 bar nyomáson mintegy öt kilogramm hidrogénnel tölthetők fel, ami több mint 500 kilométerre elegendő. Az NEFZ menetciklus szerint mérve a hidrogénfogyasztás nagyjából egy kilogrammra adódik 100 kilométerenként, amelynek energiatartalma 3,7 liter benzinének felel meg.

A helyi forgalomban már ma is teljes mértékben károsanyag-kibocsátás nélkül közlekedik az A7 Sportback H-tron Quattro, megújuló forrásokból nyert hidrogénnel tankolva azonban akár globálisan is nulla emissziójú járműként üzemelhet. Az Audi 2013 óta olyan kísérleti berendezést működtet Alsó-Szászországban, amely a szélenergiát vízbontás (elektrolízis) útján hidrogén előállítására használja fel. Jelenleg e hidrogént még szintetikus metán fejlesztésére használják fel, ha azonban a jövőben hidrogéntöltő állomások hálózatába táplálják, közvetlenül a tüzelőanyag-cellás járművek is tankolhatók vele. Ez már konkrét megoldás a károsanyag-kibocsátás nélküli, hosszú távon fenntartható mobilitás problémájára.

Nem csoda, hogy a névadó konszern márkája is e technika mellett teszi le voksát. A hidrogénes Golf kombi tanulmány a hagyományos modellel megegyező külsőt kap, lemezei alatt 136 lóerős hajtásláncot találunk, amely 10 másodperces 0–100-as sprintet biztosít. A lítium-ionos kiegészítő akkumulátor és a hibrid funkció itt is jelen van, a hatótáv ennek köszönhetően 500 kilométerre adódik, ugyancsak háromperces töltési idő mellett.