Miért nem mennek az autók sűrített levegővel?
2020 / 03 / 25 / Rácz Tamás
Miért nem mennek az autók sűrített levegővel?
Hiszen olyan egyszerűnek tűnik: kell egy tartály, benne az összenyomott levegő, meg valami primitív mechanika, ami a kiengedett levegő energiáját használja a kerekek forgatására.

A sűrített levegőt régóta használják feltalálók és mérnökök energia tárolására és továbbítására, de akár egészen konkrétan járművek hajtására is. Az ipari forradalmat követően a lassú, nehézkesen szabályozható gőzgépek energiáját sűrített levegőben tárolni, azt pedig gyorsan változtatható nyomatékú hajtóműként használni egész jó ötletnek tűnt, de sűrített levegő mozgatta a világ első motoros, nem emberi erővel hajtott tengeralattjáróját, az 1864-ben épült Plongeur-t is. A XX. század elején pedig Amerikában Liquid Air néven elkészült egy autó-prototípus is!

Aztán jöttek a generátorok, villanymotorok, tengelykapcsolók, nyomatékváltók, a sűrített levegő pedig egy kicsit kiszorult a hajtásból. Bányamozdonyként azért még elhúzta egy ideig, hiszen se szikra, se láng, de még hő se nagyon keletkezik a működése során. És nagy karriert futott be vezérlésekben és fékek működtetésében is.


A világ első gépi hajtású tengeralattjáróját is sűrített levegő hajtotta. A katonai céllal épült, ellenséges hajók elsüllyesztésére fejlesztett 45 méteres Plongeur 80 lóerős volt, 12,5 baros sűrített levegős tartályait egy kísérőhajó kompresszoráról töltögették újra.

A XX. század vége felé, ahogy egyre inkább nyomasztani kezdte a világot az olajra alapozott mobilitás fenntarthatatlansága, újra előkerült a sűrített levegővel működő autó ötlete. Hiszen elméletben egy ilyen autó remek válasz lehetne a közúti közlekedés környezetvédelmi kérdéseire!

A sűrítettlevegő-alapú mobilitás előnyei

A sűrített levegőt napelemek vagy szélturbinák által fejlesztett elektromos energiával, stabil kompresszorokban lehet termelni és tartályokban lehet tárolni. Így folyamatosan elérhető energiahordozót lehet csinálni a szakaszosan és egyenetlen teljesítménnyel működő primer erőművek energiájából. Ráadásul ez az egész rendszer viszonylag egyszerű, könnyen gyártható alkatrészekből épül fel. Nem tűzveszélyes, mint a lítium és a hidrogén. Nem igényel korlátozottan elérhető vagy drága ipari nyersanyagokat sem, mint amilyen a hidrogéncellák platinája vagy az akkumulátoros elektromos autók lítiuma.

A sűrített levegővel gyorsan "megtankolhatók" az ezt használó járművek tartályai. A töltőhálózat-bővítés nem olyan tőkeigényes, mint a hidrogéntöltő vagy a nagyteljesítményű gyorstöltő hálózat kiépítése. Akár minden háztartásban lehetne egy saját légsűrítő a családi autó töltésére! Károsanyag-kibocsátás nincs. A karbantartási költségek minimálisak, csak a tömítéseket és egy légmotor kevés és kis hőterhelésnek kitett súrlódó alkatrészét kell időnként ellenőrizni, felújítani.

A legismertebb sűrített levegős autós projektek

Magyarországon leginkább az elsősorban műszaki egyetemek, főiskolák oktatását segítő és színesebbé tévő Pneumobil-versenyekről ismerjük a sűrített levegős hajtást. (Ezt az idén annyi más rendezvénnyel együtt elsöpörte a koronavírus-járvány.) De akadnak azért ezeknél a PET-palackba préselt levegővel hajtott játékos versenygépeknél komolyabb vállalkozások is.


A tavalyi Pneumobil-bajnokság egyik versenygépe

A luxemburgi MDI projektjeként indult, később az indiai Tata konszern által felkarolt AirCar, LégAutó fejlesztése már három évtizede húzódik, de még mindig nem adták fel, bár az idénre tervezett sorozatgyártás beindulását biztos nem segíti a járvány. Mindenesetre ha valamiből ebben a témában tényleg lesz valami, az ez a projekt. Hisz már évekkel ezelőtt ilyen komoly videókat adtak ki a fejlesztők:

A PSA-csoport HybridAir néven 4-5 éve teljesen komoly szándékokkal, igazi autóba építve mutatta be azt a hibridrendszert, melyben a lassításkor újrahasznosítási céllal visszanyert energiát nem akkumulátorokban tárolták (mint a benzines-elektromos hibrid autókban), hanem nagynyomású légtartályokban. Ebből aztán szériaautóban nem lett semmi; az elektromos mobilitás gyors térnyerését látva a Peugeot-Citroën csoport leállította a fejlesztést.


A sűrített levegős hibrid életképes ötlet volt, de az akkumulátoros technika legyőzte az ötletet

De miért is nem sűrített levegővel megy ma már minden autó?

A sűrített levegő használatának a járműiparban van néhány komoly problémája. A legfontosabb, hogy a légsűrítés folyamatában nagyon sok energia megy veszendőbe hő formájában, a sűrített levegő felhasználása során a nyomáscsökkenés pedig komoly lehűléssel jár. (Aki még csavart be klasszikus szódásszifon-patront, ennek a lehűlésnek a hatását tapasztalhatta meg a patronra fagyott dérben.) Ezt a problémát stabil energiatárolókban lehet kezelni úgy, hogy a sűrítési veszteséghőt eltárolják, majd az expanzió folyamatában visszaadják, de mindezt egy kocsiban megoldani sok extra súlyt, helyet és költséget jelentene.

A balesetveszély is komoly gond. Bár a levegő önmagában nem egy problémás dolog, ha besűrítjük néhány száz bar nyomásra és történik valami a tartállyal, az már rizikósabb. Így pukkannak el 10-11 bar körüli nyomáson a PET-palackok:

Az MDI légautójában pedig 300 bar feletti nyomású légtartályok vannak. A következő probléma: még a nagynyomású, nagyméretű tartályokkal is erősen korlátozott a hatótávolság egy feltöltéssel. Ezen a 300 bar nyomáson literenként 50 Wh energia tárolható a légtartályokban. Egy modern lítium-ion autóakku energiasűrűsége ennek a tízsszerese körül alakul, a hidrogénautók tartályaiban jellemzően 350 barra sűrített hidrogéné pedig kicsit több: kilencezer Wh/l.

Úgy néz ki tehát, a sűrített levegővel hajtott autónak sosem lesz komoly szerepe a közlekedésben. Legyőzte a gőzgép, legyőzte a belsőégésű motor, most pedig legyőzi az akkumulátoros villanyautó és a hidrogénautó is.


Kövesd a Rakétát a Facebookon is!
Kövess, üzenj, kommentelj a Rakéta Facebook oldalán!