Několik států v asijsko-pacifickém regionu plánuje různé vodíkové projekty a zároveň pracují na národních strategiích rozvoje využívání tohoto plynu s cílem zvýšit jeho podíl v energetickém mixu. Mezi největší průkopníky v oblasti vodíku v Asii patří Japonsko a Čína. Oba státy se tímto způsobem kromě snížení emisí snaží zvýšit svou soběstačnost. Informoval o tom server <a href="https://www.spglobal.com/platts/en/market-insights/latest-news/electric-power/060120-asian-countries-accelerate-hydrogen-plans-with-policies-and-projects?ite=105749&amp;ito=1449&amp;itq=5d4d315c-04c1-4b21-b1bd-ba91da5b103b&amp;itx%5bidio%5d=3759698">S</a>&amp;<a href="https://www.spglobal.com/platts/en/market-insights/latest-news/electric-power/060120-asian-countries-accelerate-hydrogen-plans-with-policies-and-projects?ite=105749&amp;ito=1449&amp;itq=5d4d315c-04c1-4b21-b1bd-ba91da5b103b&amp;itx%5bidio%5d=3759698">P Global Platts</a>.
<h2>Japonsko má velké vodíkové ambice</h2>
Jedním z největších průkopníků vodíkového hospodářství je <a href="https://oenergetice.cz/emise-co2/emise-sklenikovych-plynu-v-japonsku-klesly-na-rekordni-minimum">Japonsko</a>, které cílí stát se první „vodíkovou společností“. Svou první vodíkovou strategii tato země představila již na konci roku 2017. Cílem této strategie je dekarbonizovat sektory jako jsou doprava, výroba elektřiny, průmysl a domácnosti a zároveň posílit energetickou bezpečnost především díky zvýšení soběstačnosti.
Mezi poslední vodíkové projekty, které byly v Japonsku realizovány, patří například první <a href="https://global.kawasaki.com/en/corp/newsroom/news/detail/?f=20191211_3487">tanker</a> na světě na kapalný vodík od společnosti Kawasaki, nebo největší <a href="https://oenergetice.cz/obnovitelne-zdroje/japonsko-otevrelo-ve-fukusime-nejvetsi-tovarnu-cisty-vodik-svete">továrna na vodík</a> na světě postavená v prefektuře Fukušima. V sektoru dopravy chce Japonsko do roku 2030 dosáhnout 800 tisíc osobních automobilů a 1200 autobusů poháněných vodíkovými palivovými články. Tato vozidla by doplňovala palivo na 900 stanicích. Dle dat <a href="https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/national-and-sub-national-fuel-cell-electric-vehicle-targets-for-selected-countries-2018-2030">IEA</a> bylo v Japonsku v roce 2018 zhruba 2900 automobilů poháněných vodíkem.
<h2>Čína aplikuje politiky, s nimiž má zkušenosti z elektromobility</h2>
Také Čína vkládá do vodíku velké naděje. Důvody jsou podobné jako v Japonsku – snahy snížit závislost na dovozu fosilních paliv a dekarbonizovat energetický mix. Momentálně se země soustřeďuje na rozvoj vodíkových automobilů v několika městech v rámci pilotních projektů. Tato politika pomohla nastartovat i oblast elektromobility. Ve výrobě se Čína zaměřuje na produkci vodíku ze zplyňovaného uhlí, jehož je v zemi dostatek, což znamená, že je rovněž nutný i rozvoj spolehlivé a odolné technologie na zachycování uhlíku.
<h2>Vodíkové strategie už má více států</h2>
Další vodíkové strategie v asijsko-pacifickém regionu představily například <a href="https://oenergetice.cz/elektrarny-svet/jizni-korea-kvuli-znecisteni-ovzdusi-docasne-uzavre-az-15-uhelnych-elektraren-jare-se-ma-pocet-jeste-zvysit">Jižní Korea</a> a Austrálie. Vodík se má v Jižní Koreji stát významným palivem v dopravě a zdrojem energie k výrobě elektřiny. Do roku 2022 země plánuje vyrobit 81 tisíc vodíkových aut, v roce 2040 to má být 6,2 milionů.
<a href="https://oenergetice.cz/emise-co2/australie-zaznamenala-1-ctvrtleti-rekordne-nizke-emise-co2-pri-vyrobe-elektriny">Austrálie</a> pro vodíkové projekty, jež jsou v souladu se státní vodíkovou strategií, vytvořila speciální fond v objemu 300 milionů australských dolarů (přibližně 4,9 miliardy korun). Cílem australské strategie je stát se jedním z hlavních globálních hráčů v oblasti vodíku do roku 2030. Klíčovým elementem je vytvoření několika center velké poptávky, jako jsou například přístavy a města. Vytváření těchto center spotřeby pak bude rozšiřovat využití vodíku v dopravě, průmyslu a vtláčení do plynárenských sítí.

Čistá mobilita

Na rozšíření vodíku usilovně pracuje několik asijských zemí

Nizozemsko minulý víkend úspěšně dokončilo testování své historicky první vlakové soupravy využívající vodíkový pohon. Desetidenní zkouška probíhala na trase v severní části země, mezi městy Groningen a Leeuwarden. 
Nizozemci se tak tímto počinem snaží dohnat Němce, kteří vlakové trasy využívající vodíkový pohon zavedli jako první v Evropě. První čistě vodíková trasa pro přepravu osob se totiž nachází v německé spolkové zemi Dolní Sasko a obsluhuje linku Buxtehude-Cuxhaven. 
Vlaky Nizozemcům dodává francouzský výrobce Alstom. Testy, které probíhaly především v noci, dopadly úspěšně. Vlaky byly schopny dosáhnout plné rychlosti, nevezly však žádné pasažéry. Palivo dodala francouzská energetická firma Engie, která poskytla soupravám zelený vodík.
Vlak firmy Alstom typu Coradia iLint je speciálně navržen pro linky, které nebyly nebo nemohou být elektrifikovány.  Palivové články kombinují vodík a kyslík, kterými vyrábí elektřinu, jediným vedlejším produktem je pak voda. Vlak má dojezd asi 1000 km, což je stejná vzdálenost, jakou může dojet vlak s naftovým pohonem mezi jednotlivými natankováními. Dočerpání paliva je přitom ještě rychlejší než doplnění nafty.
Výhodou vlaku Coradia má být rovněž nízké hlukové znečištění a nulové emise. Vodík by se mohl stát vhodnou volbou do budoucna rovněž kvůli tomu, že na neelektrifikovaných tratích nevyžaduje instalaci vedení.
Naopak nevýhodou jsou náklady na palivo. Zelený vodík je produkován pomocí obnovitelné energie a v současnosti je jeho cena vyšší než u tzv. „šedého vodíku“. Ten je vyráběn pomocí fosilních paliv. Nizozemsko a Belgie nyní pracují na plánu pro využití energie z offshore větrných parků k výrobě zeleného vodíku ve větším měřítku. Konkrétní projekty jsou ale zatím v pilotní fázi.
Zdroj úvodního obrázku: alstom.com

Nizozemci úspěšně otestovali svůj první vodíkový vlak

Mezinárodní agentura pro obnovitelnou energii (IRENA) vypracovala <a href="https://www.irena.org/publications/2018/Sep/Hydrogen-from-renewable-power?fbclid=IwAR2fLzGwDmUC_rwRhcyZenRuyqaaqhdwDDsGZ4N-e_iztgQBuYE_d0gvY1w">studii</a> s názvem Hydrogen from Renewable Power: Technology Outlook for the Energy Transition. Studie se zabývá vodíkem jako potenciálním klíčovým propojením během transformace energetického sektoru. 
Pomocí elektřiny z obnovitelných zdrojů lze z vody procesem elektrolýzy vyrobit <a href="http://oenergetice.cz/cista-mobilita/vyuzivani-vodiku-energetice-ma-eu-politickou-podporu/">vodík</a> a kyslík. Vodík se tak stává nositelem obnovitelné energie, která může být využita i ve chvílích, kdy nesvítí slunce a nefouká vítr. Jinými slovy, vodík může být využit k uskladnění energie z intermitentních zdrojů. V roce 2015 byla globální poptávka po vodíku odhadována na 8 exajoulů ročně (8 milionů terajoulů). Naprostá většina (95 %) vodíku pak byla získávána z fosilních paliv.
<figure id="attachment_58214" style="width: 737px" class="wp-caption aligncenter"><img class="size-full wp-image-58214" src="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2018/12/vyuziti-vodiku.png" alt="" width="737" height="451" /><figcaption class="wp-caption-text">Vodík v současnosti. Zdroj: IRENA</figcaption></figure>
<h2>Možnosti využívání vodíku</h2>
Například v průmyslu by vodík vyráběný za použití elektřiny z obnovitelných zdrojů mohl nahradit vstupní suroviny založené na fosilních palivech včetně zemního plynu. Vodík může být rovněž až do určitého podílu vstřikován do existující plynové infrastruktury. Tím by se ve výsledku snížila spotřeba zemního plynu a tedy emise CO2. V neposlední řadě mohou být vodíkové články využívány v <a href="http://oenergetice.cz/elektrina/pruzkum-velke-automobilky-vidi-velky-potencial-ve-vodikovem-pohonu/">dopravě</a>. Podle studie IRENA mohou vodíkové články přispět k překonání některých současných omezení bateriových systémů používaných pro elektromobily.
<figure id="attachment_58215" style="width: 751px" class="wp-caption aligncenter"><img class="size-full wp-image-58215" src="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2018/12/elektrolyza.png" alt="" width="751" height="435" /><figcaption class="wp-caption-text">Proces elektrolýzy a využívání vodíku v různých sektorech ekonomiky. Zdroj: IRENA</figcaption></figure>
<h2>Komerční využití vodíkových technologií se blíží</h2>
Vodíkové technologie se stále vyvíjejí, ale postupně dochází k jejich <a href="http://oenergetice.cz/nemecko/dalsi-milnik-vyuziti-technologie-power-gas-prumyslovem-meritku-obzoru/">vyspělosti</a>. Protonové výměnné membrány, elektrolyzéry a palivové články se technologické vyspělosti i úsporám z rozsahu blíží. V některých regionech světa, kupříkladu v Japonsku, Kalifornii nebo v Evropě, již bylo zahájeno komerční využívání.
Studie IRENA v počátcích nepřímo doporučuje zaměřit se na velké projekty a na sektory, kde využití vodíku bude mít největší dopad z hlediska boje proti změně klimatu. Takto by došlo k velkým úsporám z rozsahu s minimálními infrastrukturními požadavky a zároveň by využití vodíku bylo nejefektivnější z environmentálního hlediska. Vhodnými sektory by byl petrochemický, či <a href="http://oenergetice.cz/emise-co2/bezemisni-ocel-ve-svedsku-uvadeji-revolucni-metodu-v-zivot/">ocelářský průmysl</a>, nebo nákladní doprava.
<h2>Soukromé investice jsou klíčové</h2>
Politický a regulatorní rámec, který by dostatečně motivoval soukromé investování, je dle IRENA klíčový. Agentura doporučuje přijetí nástrojů, které by stimulovaly poptávku po vodíku a ospravedlnily tak investice do infrastruktury. Dále studie zmiňuje dlouhodobé kontrakty na vstřikování vodíku do plynárenské infrastruktury, schémata umožňující výjimky z poplatků za využívání infrastruktury a jiné nástroje vedoucí k nárůstu podpory rozvoje infrastruktury a využívání vodíku.
<h2>Využívání vodíku v budoucnu</h2>
Studie iniciativy Hydrogen Council předpovídá v roce 2050 globální poptávku po vodíku 78 exajoulů, což by odpovídalo přibližně 18 % celkové poptávky po energii.
Jako hlavní překážky studie IRENA identifikuje ceny elektřiny, problémy s rozšířením potřebných technologií a u koncových spotřebitelů pak vysoké počáteční náklady související s dražším palivem a s výstavbou potřebné infrastruktury.
<figure id="attachment_58216" style="width: 558px" class="wp-caption aligncenter"><img class="wp-image-58216 size-full" src="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2018/12/vodik-v-2050.png" alt="" width="558" height="360" /><figcaption class="wp-caption-text">Využití vodíku v současnosti a potenciál pro rok 2050. Zdroj: IRENA</figcaption></figure>

Akumulace energie

IRENA: Komerční využití vodíkových technologií se blíží

Více než polovina šéfů světových firem, které se podílejí na výrobě aut, vidí velkou budoucnost ve vodíkových článcích, z nichž se může vyrábět elektřina pro pohon aut. Jde o hlavní trend, který vyplývá z aktuálního průzkumu, řekl dnes na brněnské konferenci o budoucím vývoji autoprůmyslu Jan Linhart z poradenské společnosti KPMG. Průzkum společnost dělá každoročně již 19 let. 
 <a href='http://oenergetice.cz/technologie/elektroenergetika/palivove-clanky-princip-funkce-a-deleni/'>Vodíkové články</a> jsou jednou z alternativ elektromobility. Auta disponující touto technologií není potřeba dobíjet z externího zdroje a tankování vodíku trvá podobně jako u klasických paliv. 
<blockquote>
&#8222;Za dvě dekády by měly mít různé technologie pohonu zhruba stejné zastoupení a žádná nebude dominantní,&#8220; vyplývá podle Linharta z průzkumu.
</blockquote>
 Zákazník si bude pohon vybírat podle toho, k čemu auto potřebuje a co mu bude vyhovovat. Vývoj nových pohonů a technologií je podle Linharta daný hlavně drastickým tlakem na regulaci emisí. 
<figure id="attachement_11464" style="width: 1024px" class="wp-caption aligncenter"><a href="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/10/elektromobil-725x484.jpg"><img class="size-large" src="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/10/elektromobil-725x484.jpg" alt="Elektromobil" width="1024" /></a><figcaption class="wp-caption-text">Ilustrační foto</figcaption></figure>
 Důležitý postřeh z výzkumu také je, že bude klesat tržní podíl výrobců ze západní Evropy, což předpokládá tři čtvrtiny respondentů. 
<blockquote>
&#8222;Nutně to však neznamená pokles výroby v Evropě, ale zvýšení výroby v jiných částech světa. Zřejmé však je, že Evropa už nebude hrát tak důležitou roli,&#8220; uvedl Linhart.
</blockquote>
 Podobně jako v předchozích letech jsou důležitými trendy robotizace a automatizace výroby a vývoj autonomních aut. Naopak zcela mimo trendy se dostalo vylepšování spalovacích motorů. Velkým tématem je také přidaná hodnota automobilek, kterou požadují zákazníci. 
<blockquote>
&#8222;Proto budou klíčovou roli hrát data, která dokážou automobilky získat z provozu prodaných aut,&#8220; uvedl Linhart.
</blockquote>
 Zdeněk Meitner kš

Elektřina

Průzkum: Velké automobilky vidí velký potenciál ve vodíkovém pohonu

Proběhl <a href="https://www.reuters.com/article/us-eu-power-hydrogen-co2/eu-countries-agree-to-explore-hydrogen-as-energy-source-idUSKCN1LY24N">neformální summit</a> ministrů energetiky členských zemí EU, kde byla podepsána tzv. Vodíková iniciativa. Jejím cílem je maximalizovat potenciál užívání vodíku jako paliva v dopravě a energetických sektorech.  Současně byl v tomto týdnu v Německu zprovozněn první <a href="https://www.euractiv.com/section/future-of-mobility/news/worlds-first-hydrogen-train-leaves-station-in-germany/">vodíkový vlak</a> na světě. 
<h2>Hydrogen Initiative</h2>
V tomto týdnu bylo téma vodíku diskutováno na neformálním summitu ministrů energetiky členských zemí EU. Ministři podepsali tzv. Vodíkovou iniciativu (Hydrogen Initiative), jejímž smyslem je maximalizovat potenciál užívání vodíku jako paliva v dopravě a energetických sektorech.
<blockquote>
„Zelený vodík skrývá velký potenciál pro dekarbonizaci evropské ekonomiky. Komise Vodíkovou iniciativu vřele vítá, protože bude dále rozvíjet inovace napříč EU.“ 
Miguel Arias Cañete, komisař pro energetiku a ochranu klimatu
</blockquote>
O vodíku se také hovoří jako o možném doplňku obnovitelných zdrojů energie, a to jako řešení problémů s uskladněním energie. Tyto procesy se nazývají <a href="http://oenergetice.cz/akumulace-energie/nemecku-maji-vyrust-az-100mw-zarizeni-power-gas-akumulaci-prebytecne-elektriny/">power-to-gas</a> nebo power-to-hydrogen. „Obnovitelný vodík“ je vyráběn elektrolýzou za použití elektřiny a vody. Tento vodík pak může být přidán do plynárenské soustavy. Ta podle informací Euractiv může pojmout až 10 % vodíku jako doplňkové palivo k zemnímu plynu, aniž by byly nutné další úpravy. Další alternativou je využití vodíku v dopravě, kde se dnes vodík používá nejvíce v autobusech nebo kamionech.
<h2>První vodíkový vlak na světě</h2>
V Německu byl 16. září zahájen provoz <a href="http://oenergetice.cz/cista-mobilita/vodikovy-pohon-pronika-i-zeleznici-prvni-cestujici-nemecku-se-dockaji-radu-tydnu-video/">prvního vodíkového osobního vlaku</a> na světě. Vlak Coradia iLint je poháněn pouze vodíkovými palivovými články a vyrobila ho francouzská společnost <a href="http://oenergetice.cz/elektrarny-evropa/pravdepodobne-posledni-polsky-uhelny-blok-postavi-alstom-ge/">Alstom</a>. Dva <a href="https://www.alstom.com/coradia-ilint-worlds-1st-hydrogen-powered-train">vlaky</a>, které má Německá federální železniční asociace k dispozici, budou jezdit v regionu Dolní Sasko po 100 km dlouhé trati.
Palivové články konvertující vodík a kyslík na elektřinu umožňují lokomotivě jet rychlostí až 140 km/h. Přestože se jedná o bezemisní technologii, tak během výroby vodíku přesto mohou být nějaké emise vypouštěny.
<blockquote>
„Pro Alstom a budoucnost mobility je toto revoluce. První vodíkový vlak na světě vstupuje do osobní dopravy a je připraven pro sériovou výrobu.“ 
Henri Poupart-Lafarge, CEO <a href="https://www.alstom.com/press-releases-news/2018/9/world-premiere-alstoms-hydrogen-trains-enter-passenger-service-lower">Alstom</a> 
</blockquote>
Tento vlak je prvním z mnoha plánovaných. Na konci roku 2017 Alstom podepsal smlouvu o dodání 14 vlaků s vodíkovými palivovými články a o poskytnutí údržby a dodávek paliva na 30 let.

Využívání vodíku v energetice má v EU politickou podporu

Vědci z německého střediska pro letectví a kosmonautiku (DLR) tento týden <a href="http://www.dlr.de/dlr/en/desktopdefault.aspx/tabid-10081/151_read-21807/#/gallery/26638">oficiálně</a> spustili experimentální projekt Synlight. Cílem největšího umělého  Slunce, které vyšlo na 3,5 milionu EUR, je výzkum v oblasti výroby vodíkového paliva pomocí solární energie.
Ve měste Julich na severozápadě Německa se ve čtvrtek rozsvítilo největší umělé Slunce. Celkem 149 xenonových výbojek dokáže simulovat solární záření a při koncentraci světla dosáhnout teploty převyšující 3000 stupňů Celsia, pro představu &#8211; v promítacím zařízení velkých kin stačí jediná xenonová výbojka. Synlight má pomoci vědcům prozkoumat možnosti výroby vodíkového paliva (resp. solárního paliva, jak ho DLR označuje) a přispět tak k přechodu na k životnímu prostředí šetrnější zdroje energie. <a href="http://oenergetice.cz/technologie/elektroenergetika/palivove-clanky-princip-funkce-a-deleni/">Vodíkové palivo</a> by v budoucnu mohlo najít uplatnění nejen v automobilové, ale také v letecké dopravě.
<blockquote>
&#8222;Obnovitelné zdroje energie budou v budoucnu pilířem světové dodávky energie. Paliva, pohonné hmoty a hořlaviny získané pomocí solární energie nabízejí obrovský potenciál pro dlouhodobé skladování a výrobu chemických látek a snižování emisí oxidu uhličitého,&#8220; uvedl Karsten Lemmer, člen představenstva DLR.
</blockquote>
Institut solárního výzkumu DLR postavil technologii během posledních dvou let. Z celkových nákladů 3,5 milionů EUR přispěl největší částkou, která činí 2,4 milionu EUR, spolkový stát Severní Porýní-Vestfálsko, zbytek částky zaplatilo spolkové ministerstvo pro hospodářství a energetiku.
<h2>Laboratorní podmínky zrychlí výzkum</h2>
Vzhledem k nestálosti a nepravidelnosti slunečního záření ve střední Evropě je vytvoření umělého Slunce pro výzkum rozumnější volbou. Zejména proto, že prováděné testy nejsou nijak ovlivňovány počasím.
Přesun výzkumného centra do oblastí stálejšího slunečního záření by toto negativum vyřešilo, nicméně stále by vědci nemohli provádět testy při přesně stanovených podmínkách. Vědcům z DLR se již před několika lety podařilo vyrobit vodík pomocí solární energie, ovšem v daleko menším měřítku. Synlight by tedy měl být dalším krokem k průmyslovému použití takovéto technologie.
Kromě nové technologie provozuje DLR v Julichu také již průmyslově rozšířenou technologii využívající <a href="http://oenergetice.cz/technologie/obnovitelne-zdroje-energie/nejucinnejsi-solarni-system-na-svete/">koncentrované solární záření</a> k výrobě elektřiny.
Zdroj úvodní fotografie: <a href="http://www.dlr.de/dlr/en/desktopdefault.aspx/tabid-10002/">DLR</a>

Rychlé zprávy

Vědci spustili v Německu projekt největšího "umělého" Slunce

Palivový článek je zařízení sloužící k přímé přeměně chemické energie na energii elektrickou. Na první pohled by se mohlo zdát, že princip jeho funkce, založený na elektrochemické reakci, je podobný běžným bateriím či akumulátorům, je tomu však jinak.
Pro svou funkci potřebuje běžný palivový článek kontinuální přívod paliva, které v článku reaguje s oxidačním činidlem a za vzniku různých sloučenin, v závislosti na typu použitého článku a paliva, dochází k produkci elektrické energie.
Ačkoliv první experimenty s palivovými články se datují až do první poloviny 19. století, větší pozornosti se tato technologie dočkala zejména až v druhé polovině století minulého. Širšího využití se palivové články zatím nedočkaly, avšak v posledních letech se objevují nové potencionální možnosti jejich využití.
<h2>Konstrukce a princip palivového článku</h2>
Každý palivový článek je tvořen třemi hlavními komponenty – anodou, katodou a elektrolytem či membránou. Nejběžnějšími a nejstaršími typy palivových článků jsou vodíkové.
Na anodu článku je přivedeno palivo, například právě vodík, který díky katalytické příměsi na povrchu anody (nejčastěji platině) disociuje na kladné ionty (protony) a elektrony. Membrána či elektrolyt, jež odděluje anodu od katody, umožňuje průchod pouze kladně nabitým protonům, přičemž volné elektrony prochází oddělenou cestou (elektrickým obvodem) a jsou příčinou vzniku elektrického proudu. Posledním krokem je sloučení protonů a elektronů s oxidačním činidlem na katodě za vzniku odpadních látek, v případě vodíkového článku je výsledným produktem chemické reakce voda.
<figure id="attachment_8360" style="width: 236px" class="wp-caption aligncenter"><a href="http://oenergetice.cz/domains/oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/09/pemfc.jpg"><img class="wp-image-8360 size-full" src="http://oenergetice.cz/domains/oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/09/pemfc.jpg" alt="pemfc" width="236" height="270" /></a><figcaption class="wp-caption-text">Princip vodíkového palivového článku. Zdroj: h2bus.cz</figcaption></figure>
Účinnost reakce samotné, která stojí za produkcí elektrické energie, se pohybuje v rozmezí 40 až 60 procent. V případě použití palivových článků v režimu kombinované výroby elektřiny a tepla se účinnost může vyšplhat až na procent 90, podobně jako u běžných kogeneračních jednotek.
<h3>Vodíku je stále málo</h3>
Kromě vyšší pořizovací ceny palivových článků samotných ve srovnání s konvenčními zdroji energie je jejich největší nevýhodou neekonomičnost jejich provozu. Nejběžněji užívaným palivem pro jejich provoz je vodík, který se v přírodě běžně samostatně nevyskytuje.
Nejčastěji bývá vodík extrahován ze zemního plynu, méně častěji pak elektrolytickým způsobem z vody. Oba procesy jsou energeticky náročné, a proto tedy výroba vodíku pro jeho následné využití v palivovém článku není ekonomicky výhodná.
Jistou pomocnou rukou mohou být pro výrobu vodíku obnovitelné zdroje energie, které svou často nadbytečnou produkcí generují nadbytek elektrické energie v síti, která může být využita právě pro účely <a href="http://oenergetice.cz/elektrina/akumulace-energie/power-to-gas-budoucnost-akumulace-elektriny/" target="_blank">výroby vodíku</a>. Takovéto zařízení bylo uvedeno do provozu na počátku letošního července <a href="http://oenergetice.cz/elektrina/akumulace-energie/nova-stanice-vyrabejici-vodik-z-prebytecne-elektriny-z-vetrnych-elektraren-byla-spustena-v-nemecke-mohuci/" target="_blank">v německé Mohuči</a> a svou výrobou by mělo pokrýt potřeby až 2000 vozidel s palivovými články.
Technologii akumulace energie do vodíku <a href="http://oenergetice.cz/elektrina/akumulace-energie/v-prazskem-ujv-rez-uspesne-testuji-akumulaci-elektriny-pomoci-vodiku/" target="_blank">testují i v pražském ÚJV Řež</a>, kdy získané palivo může sloužit i pro pohon vodíkem poháněného autobusu TriHyBus, který byl vyvinut právě ve spolupráci s tamními odborníky.
<figure id="attachment_8359" style="width: 650px" class="wp-caption aligncenter"><a href="http://oenergetice.cz/domains/oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/09/TriHyBus-FC.jpg"><img class="wp-image-8359" src="http://oenergetice.cz/domains/oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/09/TriHyBus-FC.jpg" alt="TriHyBus FC" width="650" height="432" /></a><figcaption class="wp-caption-text">Pohled na palivové články českého TriHyBusu. Zdroj: trihybus.cz</figcaption></figure>
Další z nevýhod vodíku je jeho vysoká výbušnost a problémy s netěsností tlakových nádob vzhledem k malým rozměrům částic plynu.
<h2>Typy palivových článků</h2>
Typů palivových článků je řada, přičemž se rozlišují zejména v závislosti na používaném elektrolytu, který může mít i podobu membrány či keramiky. Dalšími kritérii pro dělení článků může být provozní teplota nebo typ používaného paliva.
<h3>Alkalický palivový článek (AFC)</h3>
Alkalický palivový článek je vzhledem ke své konstrukci jedním z nejjednodušších. Jak již z názvu vyplývá, ke své funkci používá elektrolyt tvořený alkalickými kovy – nejčastěji hydroxidem sodným či draselným a to v různé koncentraci, mimo jiné v závislosti na provozní teplotě.
Hlavní výhodou je možnost využití různých levnějších katalyzátorů oproti drahé platině. Jeho největším nedostatkem je však náchylnost ke znečištění elektrolytu oxidem uhličitým, proto musí být čistota použitého paliva (vodíku) a oxidantu (kyslíku) velmi vysoká.
Tento typ článku našel využití zejména v kosmickém programu Spojených států a to pro napájení lodí Appolo a následně i raketoplánů.
<h3>Palivové články s polymerní membránou (PEMFC)</h3>
Jeden ze základních typů palivových článků využívá k oddělení anody od katody polymerní membránu. V současnosti je tento typ článku na základě jeho funkce také nazýván Proton Exchange Membrane Fuel Cells, ačkoliv jeho zkrácené nazvání PEMFC vychází z původního názvu Polymer electrolyte membrane (PEM).
Jelikož článek pro oddělení protonů od elektronů využívá polymerní membránu, odpadají problémy s možnou korozí vyvolanou elektrolytem, jedinou kapalinou vyskytující se v článku je voda. Pro udržení správné funkce článku však musí být membrána udržována vlhká, musí být tedy udržována rovnováha mezi vodou vznikající při reakci a jejím odvodem či odparem z membrány.
Nejčastěji používaným palivem pro tento druh článku je vodík, použit může být například i metanol.
Využití nalezl v širokém okruhu aplikací od záložních zdrojů elektrické energie, menších zdrojů pro lokální výrobu elektřiny až po dopravní sektor pro pohon osobních automobilů či autobusů a jiných vozidel.
<h2>Aplikace palivových článků</h2>
Palivové články své využití nalezly zejména v lokální výrobě elektrické energie (či tepla v případě kogenerace). Výkony modulů tvořených jednotlivými články se pohybují obvykle v řádu desítek či stovek kW.
Zřejmě nejdiskutovanější oblastí jejich využití je dopravní sektor. Přestože v současné době nejsou produkovány žádné vodíkem poháněné automobily ve významnějším množství, je 21. století jejich rozvoji nakloněno. V posledních letech přichází výrobci osobních automobilů stále s novými modely. Podobně jako u dalších vozidel s alternativními pohony však jejich většímu rozšíření brání velmi omezený počet plnících stanic.
S rozvojem popularity mobilních zařízení, jakými jsou telefony, tablety či další zařízení, se technologii palivových článků otevřela nová cesta. Vzhledem k výrazně vyšší energetické hustotě, tedy poměru uložené energie k hmotnosti, vůči běžně užívaným akumulátorům mohou palivové články poskytnout dostatek elektrické energie právě pro mobilní zařízení při delších cestách. Jedním ze zástupců této kategorie je i článek <a href="https://www.kickstarter.com/projects/ezelleron/kraftwerk-highly-innovative-portable-power-plant/description" target="_blank">kraftwerk</a> výrobce eZelleron, který má jako palivo pro výrobu elektrické energie využívat i běžný plyn do zapalovače.
Zdroj úvodní fotografie: <a href="https://www.flickr.com/photos/pestoverde/" target="_blank">Maurizio Pesce</a>

Palivové články – princip funkce a dělení

Společnosti produkující platinu, které se spoléhaly na odbyt v sektoru palivových článků používaných pro pohon automobilů, jsou v problémech kvůli malé poptávce po těchto automobilech. Hlavním důvodem je v současné době podstatně větší zájem o hybridní automobily a o <a href="http://oenergetice.cz/elektrina/elektromobilita/" target="_blank">elektromobily</a>, jejichž <a href="http://oenergetice.cz/elektrina/elektromobilita/prodeje-elektromobilu-v-evrope-neustale-rostou/" target="_blank">prodeje neustále rostou</a>.
Největší světové společnosti produkující platinu Anglo American Platinum (Amplats), Impala Platinum a Lonmin všechny investují do projektů týkajících se palivových článků, které generují elektřinu z vodíku a kyslíků za použití platinového katalyzátoru. Podle zahraničního serveru Reuters však analytici pochybují, že by auta s palivovými články byly schopny v nejbližší době konkurovat elektromobilům. Důvodem je hlavně <a href="http://oenergetice.cz/elektrina/elektromobilita/ceny-akumulatoru-pro-elektromobily-klesaji-rychleji-nez-se-predpokladalo/" target="_blank">rychleji klesající cena baterií</a> a <a href="http://oenergetice.cz/elektrina/elektromobilita/verejna-dobijeci-stanice-pro-elektromobily-uz-i-ve-zline/" target="_blank">rozvoj dobíjecí infrastruktury pro elektromobily</a>.
Auta s palivovými články se dle společnosti Lonmin mají na celkové světové produkci automobilů v roce 2025 podílem pouze 0,015 procenty. &#8222;Nevěřím, že by auta s palivovými články měly být positivní součástí automobilového příběhu v přístích nejměně pěti letech,&#8220; říká analytik Adam Collins ze společnosti Liberum. &#8222;Náklady na stláčení vodíku a na doplňovací stanice &#8211; oboje stojí více než milion euro &#8211; jsou prostě příliš vysoké.&#8220;
<h3>Hlavním zdrojem poptávky po platině jsou v současnosti katalyzátory do automobilů</h3>
Hlavním zdrojem poptávky po platině jsou tak nadále katalyzátory výfukových plynů, které jsou použity v konvenčních mototorech pro čištění výfukových plynů. Ty mají dle odhadů tvořit přibližně 40 % současné celkové spotřeby platiny. V absolutních číslech je to zhruba 3,4 mil. uncí platiny za rok.
Výkonný ředitel společnosti Amplats Chris Griffith se domnívá, že automobilový průmysl, kde budou dominovat baterie, sníží poptávku po platině z dnešních 3,4 mil. uncí na 2,5 mil. uncí za rok do roku 2050. Pokud se podaří nastartovat rozvoj automobilů s palivovými články, poptávka v tomto období by mohla naopak vzrůst na 6,6 mil. uncí.
&#8222;Pokud se palivové články neprosadí, nemusíme mít v roce 2050 žádný automobilový trh pro platinu.&#8220;
&#8222;Nechci aby Anglo American Platinum nebo kterýkoliv z našich partnerů a zákazníků dopadli jako Kodak,&#8220; dodává Griffith s narážkou na pád firmy Kodak, kdysi průkopníka ve fotografickém odvětví.
&nbsp;
Zdroj úvodní fotografie: www.carsolut.com

Elektromobilita

Auta s palivovými články nejdou na odbyt. Společnosti produkující platinu jsou v ohrožení

Průlomový vynález využívá nově vytvořený molekulární katalyzátor k efektivnímu rozdělení vody pomocí elektrolýzy pro získání čistého vodíku, který se dá posléze <a title="Technologický plán akumulace energie" href="http://oenergetice.cz/elektrina/akumulace-energie/technologicky-plan-v-oblasti-akumulace-energie/" target="_blank">uskladnit</a>. Rozdělení vody pomocí elektro-chemické reakce na vodík a kyslík se využívá pro vytvoření vodíkového paliva a kyslík se uvolňuje jako vedlejší produkt. Energie použitá na rozdělení molekuly H2O se uloží v samostatném vodíku a zpětnou reakcí s kyslíkem se opět uvolní.
Vodíkové palivo se využívá již delší dobu. Průlomový je však nově vynalezený a patentovaný katalyzátor, který proces přeměny elektřiny na uvolnění vodíku dělá mnohem efektivnějším a s menšími energetickými ztrátami. Navíc nový katalyzátor lze jednoduše aplikovat na kteroukoliv elektrodu, čímž lze dosáhnout rychlého ekonomického využití.
Využívání solární energie je ve svém jádru velice problematické, protože možnosti regulace jsou minimální. Bohužel neexistuje ani žádný smysluplný způsob ukládání této energie ve velkém měřítku, aby se nemusela ihned využít. Právě zde má vodíkové palivo největší potenciál. Elektřina ze solárních panelů se efektivně využije na vytvoření vodíkového paliva z vody a to lze později využít v době, kdy bude energie potřebná.
Vodík je obecně považován za energeticky dobře využitelný a je šetrný k životnímu prostředí. Bohužel stroje využívající vodík jsou pouze tak ekologické, jako je výroba vodíku. V současné době se 90 % vodíkového paliva vyrobí pomocí fosilních paliv. Pokud tedy chceme ekologicky čistý vodík, je potřeba zajistit “čistý“ proces přeměny. Zároveň by se tím odboural i největší problém většiny obnovitelných zdrojů jako jsou <a href="http://oenergetice.cz/technologie/obnovitelne-zdroje-energie/fotovoltaicka-elektrarna-princip-funkce-a-soucasti/">solární</a> a <a href="http://oenergetice.cz/typy-elektraren/vetrne-elektrarny-princip-cinnosti-zakladni-rozdeleni/">větrné</a> elektrárny, který spočívá v nemožnosti plánování a regulace výroby elektrické energie.
Vědecký tým, který vytvořil nový katalyzátor, si od svého vynálezu slibuje hodně. Vodíkové palivo je mnohem vhodnější pro uskladněním energie než například <a href="http://oenergetice.cz/elektrina/akumulace-energie/zakladni-typy-baterii-a-spravne-nabijeni/">baterie</a>, protože se dá použít i ve velkém měřítku, například i pro pohon u letadel.
O tom, že vědecký tým přišel na něco opravdu průlomového, svědčí i fakt, že se o nový katalyzátor aktivně zajímá hned několik velkých energetických společností.
&nbsp;
Zdroj úvodního obrázku: cleantechnika.com