A Toyota Motor Corporation a szupravezetés jelenségének autóipari alkalmazásán dolgozik. Az innovatív megoldást a folyékony hidrogén üzemanyag-ellátó rendszerben tesztelték a GR Corolla versenyautóban. A projekt célja a hidrogénhajtású rendszerek hatékonyságának növelése.
A Toyota GR Corolla versenyautó 2021 óta mobil technológiai laboratóriumként szolgál a hidrogénhajtás fejlesztésében. A japán Super Taikyu Series bajnokságban való részvétel lehetővé teszi az új megoldások tesztelését extrém körülmények között
A szerzett tapasztalatok pedig felgyorsítják a hidrogéntechnológia fejlődését.
Kevesebb energiaveszteség és nagyobb hatékonyság
Kívülről nézve a GR Corolla nem árulja el, milyen jelentős technológiai változások zajlanak tesztről tesztre. 2021-ben ez volt az első hidrogénhajtású autó, amely versenykörülmények között állt helyt. Két évvel később először használtak folyékony hidrogént üzemanyagként, a legutóbbi, Fuji Speedwayen rendezett futamon pedig a mérnökök a szupravezetés alkalmazhatóságát vizsgálták a hidrogénhajtású rendszerben.
Ez a fizikai jelenség azt jelenti, hogy bizonyos anyagok elektromos ellenállása kritikusan alacsony hőmérsékleten teljesen megszűnik. Folyékony hidrogén esetén ez az érték körülbelül -253 Celsius-fok, ami természetes környezetet teremt a szupravezető anyagok működéséhez.
A hidrogénhajtású GR Corolla esetében a mérnökök 2023 óta dolgoznak ezen a technológián. A Fuji versenypályán a Toyota mérnökei a szupravezetés tulajdonságait tesztelték az üzemanyag-szivattyút meghajtó villanymotor szerkezetében. Az egységet a hidrogéntartályban helyezték el, és közvetlenül a kriogén környezetben működik, így nincs szükség külön hűtőrendszerre. Szupravezető körülmények között az áram veszteség nélkül, elektromos ellenállás hiányában áramlik, ami nagyobb hatásfokot és kisebb hőtermelést eredményez.
Kompakt felépítés és nagyobb hidrogéntartály
A szupravezető motor alkalmazása lehetővé tette a folyékony hidrogén szivattyú méretének és tömegének csökkentését. Az alkatrészek üzemanyagtartályon belüli integrációja hatékonyabb helykihasználást és kisebb, elpárolgásból származó üzemanyagveszteséget eredményez. A tartály kapacitását is sikerült 150-ről 300 literre növelni. Ez az innovatív megoldás a jövőben hozzájárulhat a folyékony hidrogénnel működő járművek hatótávolságának növeléséhez és szerkezetük egyszerűsítéséhez.
„A folyékony hidrogénnel hajtott járművek szorosan kapcsolódnak a szupravezető technológiához, amely kulcsfontosságú a jövő szempontjából. A konstrukció optimalizálása – beleértve a tartály kapacitásának növelését, a motor tartályon belüli integrációját és a hidrogénveszteség csökkentését – lehetővé teszi a tömegcsökkentést és a hatékonyság növelését. A cél a technológia további fejlesztése szoros együttműködésben japán cégekkel, valamint a partnerhálózat bővítése” – mondta Naoaki Ito, a GR járműfejlesztési divíziójának hidrogénmotoros projektet felügyelő vezetője.
A Toyota mérnökei számára a megbízhatóság az elsődleges szempont
Bár a szupravezetés első sikeres autóipari alkalmazása fontos lépés a hidrogénrendszerek hatékonyságának növelése felé, a projekt továbbra is a kutatás és tesztelés szakaszában van. A mérnökök a szélsőségesen alacsony hőmérsékleten működő alkatrészek tartósságára és a rendszer különféle üzemi körülmények közötti stabilitására koncentrálnak.
Az innovatív technológia illeszkedik a Toyota hosszú távú stratégiájába, amely a különböző alacsony kibocsátású megoldások, köztük a hidrogénhajtású rendszerek párhuzamos fejlesztését tűzte ki célul.