Prototypowa Toyota Hilux zasilana wodorowymi ogniwami paliwowymi

Toyota testuje prototypowe egzemplarze Hiluxa zasilanego wodorowymi ogniwami paliwowymi. Wyposażony w bezemisyjny napęd na tylną oś pojazd ma 600 km zasięgu. Samochód odzwierciedla dążenie Toyoty do jak najszerszego rozpropagowania technologii wodorowych w Europie

Wodorowa Toyota Hilux to przełomowy projekt, który powstaje w zakładach Toyota Motor Manufacturing UK (TMUK). Ma wsparcie licznych partnerów, a także finansowanie brytyjskiego rządu. Prace nad prototypami bezemisyjnego pick-upa wkroczyły w ostatnią fazę. Obecnie przechodzą one intensywne testy i są prezentowane potencjalnym klientom.

Toyota od lat realizuje wielotorową strategię, której celem jest osiągnięcie neutralności klimatycznej poprzez oferowanie klientom pełnej gamy napędów dostosowanych do ich oczekiwań, przepisów oraz lokalnej infrastruktury. W gamie koncernu są pełne hybrydy, hybrydy typu plug-in, samochody z bateryjnym napędem elektrycznym, elektryczne pojazdy zasilane ogniwami paliwowymi, a także auta na paliwa alternatywne.

Pierwszy prototypowy Hilux z napędem na wodór został zaprezentowany we wrześniu 2023 roku. Od tamtej pory fabryka TMUK w Derby zbudowała dziesięć aut zasilanych ogniwami paliwowymi. Pięć z nich przechodzi intensywne testy bezpieczeństwa, osiągów, funkcjonalności oraz niezawodności. Kolejnych pięć prototypów pełni rolę aut demonstracyjnych, które prezentowane są potencjalnym klientom i mediom.

Warto tu wspomnieć, że wodorowe Hiluxy zasilą też flotę tegorocznych igrzysk oraz paraigrzysk w Paryżu. Toyota w ten sposób buduje fundamenty pod stworzenie sektora transportu wodorowego w Europie.

Japoński koncern od 30 lat rozwija technologię ogniw paliwowych. Wnioski z prac nad ostatnim projektem – wodorowym Hiluxem – posłużą do stworzenia kolejnej generacji ogniw, które będą charakteryzować się dłuższym cyklem życia i znacząco niższymi kosztami. Co więcej, ich zastosowanie zwiększy też zasięg auta.

Zdaniem Toyoty, do 2030 roku Europa stanie się jednym z największych rynków wodorowych ogniw paliwowych. Właśnie dlatego w grudniu 2023 roku z inicjatywy Toyota Motor Europe (TME) powołano spółkę Hydrogen Factory Europe. Będzie ona odpowiadać za skomercjalizowanie tej technologii na każdym etapie – od badań i rozwoju przez produkcję po sprzedaż oraz obsługę posprzedażową.

Stworzenie zasilanego ogniwami paliwowymi Hiluxa to ważny krok na drodze do dalszego rozwoju technologii wodorowych, który ma przyśpieszyć rozwój infrastruktury wodorowej w Europie.

Wodorowy Hilux z zasięgiem do 600 km

Toyota Hilux to legendarny pick-up, który swoją renomę zyskał dzięki najwyższej jakości, trwałości oraz niezawodności. Samochód zadebiutował w 1968 roku i od tamtej pory sprawdził się w najbardziej wymagających sytuacjach. Dotarł na Biegun Północny i do islandzkich wulkanów, był wykorzystywany na Antarktydzie, wygrywał Rajd Dakar.

Wodorowy Hilux ma dokładnie to samo DNA, ale jest autem bezemisyjnym. Prototypowy model z wodorowymi ogniwami paliwowymi prezentuje, w jaki sposób można wykorzystywać ten rodzaj napędu w pick-upie.

Z zewnątrz prototyp ma te same wymiary co aktualna generacja Toyoty Hilux z nadwoziem półtorej kabiny. Pojazd ma 5325 mm długości, 1855 mm szerokości i 1810 mm wysokości. Auto wykorzystuje rozwiązania znane z Toyoty Mirai, czyli pierwszego masowo produkowanego elektrycznego sedana na ogniwa paliwowe, który potwierdził niezawodność tego napędu.

Zasięg wodorowego Hiluxa – zgodnie z założeniami projektantów – ma sięgać nawet 600 km. Dzięki niskiej masie wodoru można utrzymać wysoką ładowność oraz holować przyczepę o większej masie niż w przypadku innych bezemisyjnych napędów.

Wodór będzie przechowywany w trzech zbiornikach zamontowanych na ramie podwozia. Ich łączna pojemność będzie wynosić 7,8 kg. Z kolei zestaw ogniw paliwowych umieszczono nad przednią osią. Składa się on z 330 ogniw, w których wykorzystano polimer w stanie stałym.

Samochód ma napędzaną tylną oś przy pomocy silnika elektrycznego o mocy 134 kW (182 KM) oraz 300 Nm momentu obrotowego. Podczas jazdy ogniwa paliwowe nie emitują spalin, a jedynym produktem ubocznym jest woda.

Produkowana przez wodorowe ogniwa paliwowe energia przechowywana jest w baterii litowo-jonowej, którą umieszczono z tyłu pod przestrzenią ładunkową oraz nad zbiornikami wodoru. Dzięki temu zadbano o przestronność kabiny.

Dwa lata intensywnego rozwoju

Prace nad wodorowym Hiluxem rozpoczęły się na początku 2022 roku. Analitycy z TMUK oraz TME zrobili studium wykonalności, które wykazało zdecydowane atuty tego rodzaju napędu. Pozwoliło to uzyskać finansowanie od brytyjskiego rządu za pośrednictwem Advanced Propulsion Center, organizacji pożytku publicznego specjalizującej się w rozwoju czystych technologii oraz nowych koncepcji z dziedziny mobilności.

Od czerwca 2022 roku do styczniem 2023 roku prowadzone były intensywne prace projektowe i rozwojowe. Do projektu dołączyli też tacy partnerzy, jak Ricardo, ETL, D2H Advanced Technologies, Thatcham Research, a dodatkowe wsparcie zapewniła Toyota Motor Corporation.

Od lutego do maja 2023 roku trwała produkcja części, w tym spawanie podwozia na ramie. W specjalnej przestrzeni zakładów TMUK wdrożono zasady Toyota Production System. Ricardo wspierał przygotowania do procesu produkcji, realizując zadania projektowe i rozwojowe, jednocześnie potwierdzając cały proces z zespołami z TMUK.

Pierwszy prototypowy Hilux z napędem na wodór powstał w zaledwie trzy tygodnie. Kolejnych dziewięć egzemplarzy było gotowych przed intensywną fazą ewaluacji, która trwała od lipca do grudnia 2023 roku i obejmowała m.in. testy na torze.

Obecnie rozpoczął się ostatni etap projektu badawczo-demonstracyjnego wodorowego Hiluxa. Dziesięć prototypów tego modelu jest sprawdzanych w warunkach normalnego użytkowania oraz bierze udział w prezentacjach dla potencjalnych klientów.

Wodorowe partnerstwa Toyoty

Prace nad wodorowymi ogniwami paliwowymi Toyota rozpoczęła w 1992 roku. Od tamtej pory koncern cały czas udoskonala tę technologię, a także wspiera jej adaptację w szeregu różnorodnych zastosowań w sektorze mobilności. W samej tylko Europie Toyota bierze udział w ponad 20 różnych partnerstwach. Jednym z nich jest projekt dekarbonizacji europejskiej logistyki TME poprzez wdrożenie do floty ciężarówek VDL zasilanych ogniwami paliwowymi.

Od 2021 roku Toyota wraz z firmą CaetanoBus wytwarza też autobusy wykorzystujące ogniwa paliwowe. Z kolei francuska firma GCK, która zajmuje się zieloną mobilnością, wykorzystuje ogniwa paliwowe Toyoty do konwersji autokarów napędzanych silnikami Diesla. Te pojazdy będą jednym ze środków transportu dla gości igrzysk olimpijskich oraz paraolimpijskich w Paryżu.

We współpracy z norweską firmą Corvus Toyota opracowała najbezpieczniejsze i najbardziej zaawansowane technologicznie ogniwa paliwowe do transportu morskiego. Kooperacja z Energy Observer zaowocowała natomiast pierwszym bezemisyjnym jachtem zasilanym wodorem, który jest także samowystarczalny energetycznie.

Warto tu wspomnieć, że ogniwa paliwowe Toyoty stosowane są także poza sektorem mobilności. EODev wykorzystuje je w swoich generatorach prądu z linii GEH2. W maju 2021 te urządzenia zapewniły zielony prąd dla efektownej, zielonej iluminacji wieży Eiffla w Paryżu.

Wodorowe ogniwa paliwowe Toyoty

Jak już wspomniano wyżej, Toyota doskonali technologię wodorowych ogniw paliwowych od 1992 roku. W 2015 roku na rynku pojawił się Mirai – pierwszy masowo produkowany wodorowy sedan na świecie. Zastosowano w nim ogniwa paliwowe pierwszej generacji. Pięć lat później druga generacja tej technologii zadebiutowała w kolejnej odsłonie modelu Mirai i charakteryzowała się o 30% większym zasięgiem (do 650 km).

Moduły ogniw paliwowych Toyoty są bardzo kompaktowe i umożliwiają zastosowanie wodoru również poza sektorem motoryzacyjnym. Najważniejsze podzespoły, w tym zestaw ogniw oraz komponenty odpowiedzialne za dostarczanie wodoru, powietrza, chłodzenia i jednostka sterująca, są zintegrowane w jednej obudowie – płaskiej i prostokątnej lub pudełkowatej, którą można łatwo zaadaptować do różnych produktów i zastosowań.

Same moduły ogniw paliwowych są składane w Europie, w centrum badawczo-rozwojowym TME w Belgii. Linia produkcyjna, na której powstają, charakteryzuje się najwyższym zaawansowaniem technologicznym. Hydrogen Factory Europe pozwoli na zwiększenie możliwości produkcyjnych ogniw paliwowych i jest blisko związana z innymi działaniami Toyoty w obszarze wodoru, co ma znaczenie dla globalnego zasięgu i obsługi.

Kluczową rolę w upowszechnieniu wykorzystania wodoru ma odegrać trzecia generacja ogniw paliwowych Toyoty. Jej sprzedaż ma ruszyć w latach 2026–2027. Te jednostki będą miały większą gęstość mocy, a zasięg pojazdów zwiększy się o 20%. Zaawansowanie technologiczne oraz zwiększony wolumen produkcji przyczynią się do obniżki kosztów.

Na zakończenie warto wspomnieć, że Toyota prowadzi również badania nad potencjalnym skalowaniem technologii ogniw paliwowych poprzez oferowanie różnych mocy modułów, a także projektowanie zaawansowanych zbiorników na wodór o kształtach dostosowanych do konkretnego pojazdu.