Princip palivového článku vyrábějícího z vodíku a kyslíku elektřinu je známý dokonce už od roku 1801 a prokazatelně funkční exemplář vznikl nejpozději roku 1842. Dříve než do raket (Gemini, 1965) se dostal do traktoru (1959) a roku 1966 se rozjel i první automobil GM Electrovan. Samotné nádrže a články zabraly většinu vnitřního prostoru empévéčka.
U kolébky palivového článku stál britský průkopník elektrochemie sir Humphry Davy, mimo jiné objevitel řady chemických prvků. Navíc prokázal, že elektrický proud rozkládá vodu na vodík a kyslík. Samotný vodík byl znám již počátkem 16. století, jako výsledek chemické reakce kovů s kyselinami.
Vznik palivového článku je kladen do roku 1839, nezávisle na něm pracovali Brit William Robert Grove a Němec Christian Friedrich Schönbein.
První prakticky použitelná aplikace vznikla ale až roku 1932, měla výkon 5 kW a vytvořil ji Velšan Francis Thomas Bacon. Velký kus práce odvedly laboratoře amerického elektrotechnického gigantu General Electric, kde se od poloviny 50. let pracovalo s membránami z modifikovaného polystyrenu a o tři léta později se podařilo účinnost článků výrazně zvýšit použitím platiny.
Specialisty NASA navíc lákala možnost vyrábět na palubě vesmírných lodí z plynu nejen elektřinu, ale zároveň i sterilní pitnou vodu pro posádku.
Vodíková brázda
Se sterilními laboratorními podmínkami a sofistikovaností vesmírných technologií poněkud kontrastuje historicky první aplikace palivových článků v dopravním prostředku. Stal se jím totiž traktor, spoluvyvinutý tradičním producentem zemědělské techniky, americkou společností Allis-Chalmers.
Články zabírající skoro celý prostor běžně vyhrazený motoru, převodovce a palivové nádrži dieselových traktorů dodávaly 15 kilowattů, vzadu umístěné tlakové nádrže obsahovaly vodík a kyslík.
Princip se nelišil od současných automobilů s palivovými články: na anodě se molekuly vodíku rozštěpily na elektrony a protony. První z nich putovaly jako elektrický proud vnějším obvodem, protony prošly skrz elektrolytickou membránu a na katodě, tedy druhé z elektrod, umožnily spolu s elektrony spojení vodíku s kyslíkem a vznik vodní páry.
Poprvé na silnici
V polovině 60. let platil za neotřesitelnou jedničku světové automobilové produkce americký koncern General Motors. Proslul výrok jednoho z jeho topmanažerů, že co je dobré pro GM, je dobré i pro USA. V roce 1966, kdy na televizních obrazovkách odstartoval podobně futuristický seriál Star Trek a zhmotnil se i původně komiksový hrdina Batman, byl veřejnosti představen funkční prototyp GM Electrovan - elektromobil s palivovými články.
Šlo o výsledek dvouapůlletého náročného projektu, na němž se podílelo na 250 odborníků. Vedení technického vývoje GM přisuzovalo vodíku velkou budoucnost, a tak se posledních deset měsíců v laboratořích pracovalo na tři směny. Výsledek bylo možné předvést v říjnu 1966, dobovou atmosféru spolehlivě navodí oficiální firemní video.
Na rozdíl od současných automobilů jako Toyota Mirai či Hyundai Nexo zůstával GM Electrovan odkázán na nepříliš praktickou technologii: vezl s sebou tlakové nádrže s kyslíkem a elektrolyt - hydroxid draselný, tedy draselný louh. Dnešní auta si kyslík vezmou ze vzduchu a místo žíravého louhu mají speciální vodivou polymerní elektrolytickou membránu.
Pracovníci GM se však před svým dítětem v 60. letech měli oprávněně na pozoru, kdyby totiž z vedení nebo nádrže některý z plynů nebo elektrolyt unikl, byl by to pořádný bengál. O nehody přitom nebyla nouze, během vývoje pohonné jednotky vybuchla tlaková nádrž s vodíkem a střepiny se rozletěly do vzdálenosti až 400 metrů.
Poněkud to připomíná podobnou historku z laboratorních zkoušek prototypu spalovacího motoru Rudolfa Diesela. GM Electrovan pro jistotu nesměl opustit přísně střežený zkušební polygon, všetečné novináře odkázali do pasivní role spolujezdců.
Electrovan spoléhal na svazek 32 sériově zapojených palivových článků s tenkými elektrodami, celkem bylo potřeba asi 167 metrů plastového potrubí. Množství použité platiny by stačilo na koupi několika běžných benzinových empévéček.
Výkon 32 kilowattů bylo možné krátkodobě zvýšit na 160 kW, prototyp vážící nemalých 3220 kg tak zrychlil z nuly na 100 km/h asi za 30 sekund a dosahoval až stodvacítky. Dojezd se pohyboval mezi 160 a 240 kilometry. Kvůli lepšímu rozložení hmotnosti a pro lepší využití prostoru zamířilo sedm palivových článků pod podlahu MPV, elektromotor, stejně jako řídicí jednotku konstruktéři uložili pod přední sedadla. Většinu zadní části vozu obsadily tlakové nádrže.
Dlouhá odmlka
Bezproblémové zásobování benzinových stanic levnou ropou z domácích i zahraničních vrtů však zhatilo naděje vodíku na uplatnění v pozemní, letecké i lodní dopravě. Nic na tom nezměnily ani ropné krize 70. a počátku 80. let, chleba se láme až v současné době.
GM Electrovan ročníku 1966 doputoval do pozoruhodných sbírek Petersenova automobilového muzea v kalifornském Los Angeles, General Motors původní myšlenku oprášil po 35 letech dalším prototypem minivanu HydroGen 1.
Aktuálně čelí na domácí půdě vodíkové konkurenci z Asie, po Hondě a Toyotě se o slovo přihlásil také jihokorejský gigant Hyundai a další automobilky budou nejspíše následovat. Nejperspektivnější uplatnění vodíkových článků ovšem slibují těžká užitková vozidla, lodě, snad i letadla.
