– Chcieliśmy pokazać, że wodór to przyszłość motoryzacji – ekologiczna, czysta i możliwa do zastosowania już dziś – mówi w rozmowie ze SmogLabem dr inż. Łukasz Rodak, opiekun naukowy projektu.
Joanna Urbaniec, SmogLab: Czym wyróżnia się Wasz projekt bolidu napędzanego wodorem na tle innych pojazdów?
Dr inż. Łukasz Rodak: Nasz, ale przede wszystkim grupy studentów bolid, to hybryda, która łączy silnik spalinowy zasilany wodorem i silnik elektryczny. To wyjątkowe rozwiązanie, ponieważ taki napęd nie jest standardem na rynku, nawet wśród największych producentów. Kluczowy tutaj jest aspekt ekologiczny – wodór, jako paliwo, znacząco zmniejsza emisję spalin w porównaniu do benzyny. Naszym celem było pokazanie, że możemy zbudować pojazd wykorzystujący wodór jako paliwo do silnika spalinowego, który w układzie hybrydowym jest napędem pojazdu, a w dodatku może być przyjazny dla środowiska.
Co było najtrudniejszym wyzwaniem technicznym związanym z adaptacją silnika spalinowego do zasilania wodorem?
Wodór to bardzo reaktywne paliwo, zwłaszcza gdy połączymy go z powietrzem. Problemem jest niekontrolowany samozapłon, który może wystąpić już w kanale dolotowym silnika, zanim mieszanka trafi do komory spalania. W przypadku benzyny czy innych gazów to zjawisko nie jest aż tak częste. Zasilanie wodorem wymaga więc precyzyjnego sterowania składem mieszanki i odpowiednich zabezpieczeń, aby uniknąć niekontrolowanych samozapłonów. Pracując nad tym projektem, musieliśmy prowadzić prace bardzo rozważnie, ponieważ każda pomyłka mogła skończyć się trwałym uszkodzeniem silnika. To było wyzwanie, któremu studenci bardzo dobrze sprostali.
„Wodór to czyste paliwo. Jedynym produktem spalania jest para wodna”
A jak takie rozwiązanie wpływa na środowisko? Czy wodór jako paliwo ma rzeczywisty wpływ na zmniejszenie zanieczyszczenia?
Tak, jak najbardziej. Wodór to czyste paliwo pod względem emisji związków węgla – jedynym produktem jego spalania jest para wodna. W porównaniu do tradycyjnych paliw, które na skutek spalania w silnikach emitują w spalinach dwutlenek węgla, tlenek, tlenki azotu i węglowodory, zasilanie wodorem eliminuje większość emisji tych związków do atmosfery. Jako zespół badawczy przeprowadzimy jeszcze dokładne testy, porównując emisję toksycznych substancji przy zasilaniu wodorem i benzyną. Na podstawie tych wyników będziemy mogli z większą pewnością określić korzyści płynące z napędów wodorowych, co, jak wierzymy, otworzy drogę do jeszcze większego wykorzystania tej technologii w motoryzacji.
Jak praca nad tym projektem wpłynęła na rozwój umiejętności studentów?
Studenci poznali cały proces wytworzenia nowego elementu – od koncepcji po końcowy produkt. Musieliśmy przemyśleć każdy aspekt: jak stworzyć nadwozie, gdzie zlokalizować silnik, jak najlepiej rozmieścić wszystkie niezbędne instalacje. Wszystko to uczy ich patrzenia perspektywicznego oraz wytrwałości. Dodatkowo, projekt ten miał ograniczony budżet, co zmusiło nas do poszukiwania alternatywnych tańszych materiałów i rozwiązań – można to nazwać kreatywnością, np. zamiast kosztownych włókien węglowych nadwozie zbudowaliśmy z aluminium. To była dla nich świetna lekcja efektywnego zarządzania zasobami, co jest kluczowe w praktycznych zastosowaniach inżynierii.
Czy współpracowaliście z zewnętrznymi firmami w ramach tego projektu?
Tak, choć większość prac wykonaliśmy sami, korzystaliśmy również z usług firmy Metal Błysk która wycinała z aluminium elementy poszycia nadwozia. Zespół mógł liczyć na pomoc jednostek wchodzących w skład Wydziału Mechanicznego. Na przykład Zakład Metrologii Współrzędnościowej wykonał skan 3D ramy bolidu, co umożliwiło precyzyjne zaprojektowanie nadwozia. Dzięki temu mogliśmy wykonać rysunki przestrzenne i dokładniej oszacować wymiary poszczególnych elementów.
Jakie są Wasze dalsze plany? Czy zamierzacie kontynuować badania nad technologią napędów wodorowych?
Zdecydowanie. Projekt bolidu wodorowego to początek. Dalsze badania pozwolą nam na dokładniejsze określenie przepływu energii zawartej w paliwie w tym przypadku wodorze i bateriach elektrycznych. Planujemy również testy związane z pomiarami toksycznych składników spalin. Co ważne, studenci będą kontynuować ten projekt w ramach swoich prac dyplomowych, które nie będą jedynie przepisanymi teoriami, lecz efektem ich rzeczywistej pracy nad tym bolidem.
Czy podczas prac nad projektem pojawiły się rozwiązania, które wcześniej nie były planowane, a okazały się kluczowe?
Tak, układ sterowania sprzęgłem, hamulcami i pedałem gazu, czy projektowanie foteli – to wszystko wymagało od zespołu kreatywności i innowacyjnych rozwiązań. Drobne detale okazały się kluczowe dla komfortu i bezpieczeństwa. Na przykład mocowanie foteli – nie wystarczyło ich po prostu zamontować, trzeba było dokładnie przemyśleć, jak najlepiej to zrobić, by prowadzenie było wygodne i ergonomiczne. Każdy taki element wnosi coś nowego do pojazdu, co daje studentom unikalną szansę na zdobycie praktycznej wiedzy.
Skąd wzięła się inspiracja na tak nowatorski projekt?
Inspiracja narodziła się z potrzeby odpowiedzi na globalne problemy ekologiczne. Wodór jako paliwo to czyste źródło energii – produktem spalania w maszynie tłokowej jest woda. Zespół studentów, z którymi miałem przyjemność pracować, od początku szukał sposobów na zminimalizowanie śladu węglowego, ale chciał też stworzyć pojazd, który realnie pokazałby możliwości tej technologii w praktyce. Jako ich opiekun, starałem się prowadzić ich w kierunku, gdzie technologia idzie w parze z ekologią.
„Polska jednym z większych producentów wodoru w Europie”. Jest jedno „ale”
Brzmi imponująco. A czy podczas pracy nad bolidem pojawiły się momenty, w których musiał Pan interweniować, by skierować projekt we właściwą stronę?
Na pewno było kilka takich momentów. Główną kwestią, o którą dbałem jako opiekun, była przede wszystkim kwestia bezpieczeństwa. Młodzi ludzie są pełni entuzjazmu i pasji, czasem jednak zapominają o pewnych podstawach, zwłaszcza gdy zbliżają się do granic swoich możliwości. Czasami widziałem, że z powodu zmęczenia zaczynali popełniać drobne błędy. W takich chwilach mówiłem: „Do domu, odpocząć”. Chciałem, by przemyśleli swoje działania na spokojnie i wrócili z nową energią i skupieniem. To też część ekologii – dbałość o zasoby ludzkie, ich zdrowie i zaangażowanie.
Jakie były pierwsze wrażenia zespołu po uruchomieniu bolidu?
To była euforia. Kiedy uruchomiliśmy obydwa silniki, pojawiło się pełne ekscytacji „łał!”. Studenci nie mogli uwierzyć, że ich dzieło faktycznie działa. Były oczywiście pierwsze problemy, choćby z opanowaniem pojazdu, ale szybko udało się ruszyć i przejechać kilka odcinków testowych. Widzieliśmy, co trzeba poprawić, i to wielokrotnie. Bolid kilka razy musieliśmy rozebrać niemal do zera, by dokonać modyfikacji i poprawić detale. To są lekcje pokory, cierpliwości i precyzji. Finalnie jednak bolid pokazał pełną sprawność podczas czerwcowej prezentacji na Dniu Mechanika. Z dumą mogłem wsiąść i przejechać się nim, pokazując, że jest w pełni bezpieczny.
A czy na co dzień również pracuje Pan nad technologiami, które mogą zrewolucjonizować ekologię?
Tak, to wręcz esencja mojego podejścia jako naukowca i dydaktyka. Pracując z młodymi ludźmi, staram się pokazywać im, jak można łączyć pasję z realnym wpływem na świat. Jednym z moich celów jest wskazywanie, jak bardzo technologie, które tworzymy, mogą zbliżyć nas do neutralności klimatycznej. Bolid wodorowy jest tu świetnym przykładem – to połączenie tradycyjnych rozwiązań z innowacjami, które mogą wpływać na przyszłość. Dzięki takim projektom młodzi ludzie zyskują szansę tworzenia czegoś wyjątkowego, co być może będzie realnym krokiem ku bardziej ekologicznemu przemysłowi motoryzacyjnemu.
Jak Pan ocenia znaczenie wodoru jako paliwa? Czy widzi Pan jego potencjał w ochronie środowiska?
Wodór zdecydowanie ma ogromny potencjał ekologiczny. Obecnie Polska jest jednym z większych producentów wodoru w Europie, choć większość tego wodoru to wodór szary, pochodzący z nieodnawialnych źródeł. Możliwość wykorzystania wodoru odpadowego w klasycznych silnikach spalinowych to coś, nad czym warto pracować. Silniki zasilane wodorem mogą lepiej wykorzystywać zawartą w nim energię i przetwarzać ją na np. mechaniczną, jeśli opracujemy odpowiednią infrastrukturę ładowania zbiorników w pojeździe. Przecież już teraz w Polsce mamy autobusy napędzane wodorem. Ale wciąż jest to technologia rozwijana – wymaga wsparcia na poziomie krajowym i europejskim, by stała się bardziej powszechna i dostępna.
Rozwiązania z myślą o wszystkich
Przyszłość wodoru jako paliwa wygląda więc obiecująco, ale wciąż pojawiają się wyzwania?
Tak, oczywiście. Wciąż potrzebujemy lepszej infrastruktury napełniania zbiorników w pojeździe wodorem i efektywniejszych układów napędowych, które pozwolą na zwiększenie zasięgu. Musimy też pamiętać, że to proces długofalowy. Transformacja ekologiczna nie może odbyć się natychmiast – wymaga dialogu, strategii i pewnego rodzaju „dywersyfikacji energii”, czyli współistnienia różnych technologii. Jeśli zabraknie jednej z nich, mamy alternatywy. Ekologia to sztuka kompromisu, a nie rewolucji, w której tracimy jedną część gospodarki na rzecz innej.
Często mówi się, że polscy naukowcy osiągają sukcesy, ale nie potrafią ich odpowiednio komunikować. Czy zgadza się Pan z tym?
Zdecydowanie tak, niestety. Nasza skromność często sprawia, że pozostajemy w cieniu, a nasza praca nie trafia do szerszego grona odbiorców. To trochę paradoksalne, bo Polacy odgrywają istotną rolę w rozwoju nowoczesnych technologii, w tym także tych ekologicznych. To, czego potrzebujemy, to świadomość wartości naszej pracy i większe wsparcie finansowe, które umożliwi szybsze wdrażanie wyników naszych badań w życie.
Na koniec – jak ocenia Pan przyszłość napędów wodorowych? Czy w najbliższych latach możemy spodziewać się przełomów?
Przełomy będą, ale nie tak szybko, jakbyśmy wszyscy tego chcieli. Nawet prezesi koncernów samochodowych, jak choćby Toyota, przyznają, że transformacja na dużą skalę wymaga czasu. Nie chodzi tylko o innowacje technologiczne, ale też o zapewnienie miejsc pracy w przemyśle, który dziś opiera się na silnikach spalinowych. To złożona sieć naczyń połączonych – jeśli chcemy naprawdę zmienić system, potrzebujemy spójnej, stopniowej strategii. Wodór ma wielki potencjał, ale nie można narzucać tej technologii w sposób gwałtowny, który zaszkodziłby innym gałęziom przemysłu. Ekologiczne rozwiązania powinny być wdrażane z myślą o wszystkich.
–
Zdjęcie tytułowe: Joanna Skowrońska
