Prekursor: Francis Thomas Bacon
Brytyjski inżynier zafascynowany ogniwami paliwowymi. W ponad sto lat po ukazaniu potencjału wodoru jako źródła energii, rozwinął korzystającą z wcześniejszych odkryć technologię i doprowadził do jej praktycznego wdrożenia ramach programu kosmicznego Apollo.
Urodzony w 1904 r. w brytyjskim hrabstwie Essex jako syn inżyniera Francis Thomas Bacon – przez przyjaciół zwany Tom – skończył Eaton i Trinity College w Cambridge na kierunku „nauki mechaniczne”. Po studiach licencjackich ukończonych w 1925 r. znalazł zatrudnienie w firmie sektora energetycznego. Według anegdoty, na pomysł ogniw paliwowych wpadł w 1932 r., przeglądając podczas lunchu pismo branżowe. Na sąsiadujących stronach znalazły się artykuły o pojeździe na gaz oraz silniku wodorowym.
Uderzyło mnie to, jak wielki potencjał może tkwić wytwarzaniu energii z wodoru i tlenu na drodze reakcji elektrochemicznych.
Podstawowe zasady uzyskiwania energii elektrycznej z reakcji chemicznych z udziałem wodoru opisał w latach 40. XIX wieku William Grove. Jednak przez niemal wiek pozostawały one naukową ciekawostką bez perspektyw na szerokie wdrożenie. Badacze przez lata bez większego praktycznego skutku eksperymentowali z różnego rodzaju ogniwami paliwowymi. Bacon wkrótce podjął temat. Dzięki swemu inżynierskiemu doświadczeniu z maszynami wysokich temperatur i ciśnień oraz dostępowi do laboratoriów londyńskiego King’s College, w którym pracował od 1940 r. – opracował podwójne ogniwo zdolne zarówno do elektrolizy i otrzymywania energii z
połączenia atomów wodoru i tlenu. Wyzwaniem pozostawała kwestia korozji elektrod i stabilności układu, jednak potencjał technologii dostrzeżono już na tym etapie. Do projektu został przypisany zespół i fundusze. W efekcie w 1959 r. zaprezentowano ogniwo udoskonalone dzięki zastosowaniu niklu i roztworu wodorotlenku litu. Wkrótce potem licencja na produkcję alkalicznego ogniwa paliwowego AFC (ang. alkaline fuel cell), zwanego także od nazwiska twórcy ogniwem paliwowym Bacona, została wykupiona przez firmę, która wygrała przetarg na zapewnienie energii elektrycznej podczas misji Apollo.
Bez Ciebie, Tom, nie dotarlibyśmy na Księżyc – prezydent Richard Nixon do Thomas Bacona podczas jego wizyty w Białym Domu
Na sukces projektu złożyło się wiele czynników. Astronautom potrzebny jest zarówno prąd, jak i woda. Tymczasem, jak opowiadał Bacon o swoim wynalazku w wywiadzie udzielonym BBC po udanym locie Apollo 8: Dopóki do urządzenia dostarcza się tlen i wodór oraz usuwa powstałą z ich połączenia wodę, może ono produkować energię bez końca. W statku kosmicznym wodór i gazy tlenowe znajdują zastosowanie w systemach podtrzymywania życia. Przy wykorzystaniu ogniw paliwowych nie ma więc potrzeby tworzenia
dodatkowych zbiorników na paliwo do wytwarzania energii elektrycznej. Woda będąca produktem ubocznym reakcji może być wykorzystana do picia i nawilżania atmosfery kapsuły. Co więcej, w przeciwieństwie do silników spalinowych, wydajność ogniw paliwowych rośnie wraz ze spadkiem obciążenia. Gdyby nie wszystkie specyficzne potrzeby związane z funkcjami kosmicznego wahadłowca, nie jest oczywiste, czy zespół Bacona pozyskałby finansowanie na ukończenie swojego projektu.
Gdy zaczynałem pracę nad ogniwem paliwowym w 1932 r. nie śniło mi się, że zostanie wykorzystane do lotów w kosmos. Miałem raczej nadzieję, że będzie wykorzystane jako napęd pojazdów drogowych i kolejowych.
Stworzone pierwotnie przez Williama Grove’a wodorowe ogniwa paliwowe czekały na praktyczne zastosowanie ponad wiek. Wiele wskazuje na to, że po kolejnych 50 latach „kosmiczna” technologia Bacona zejdzie na ziemię i trafi pod strzechy. Napędzane wodorem pojazdy lądowe – m.in. wózki widłowe i samochody – są jedną z
technologii, która może ma największe szanse na upowszechnienie w związku z globalnym ograniczaniem śladu węglowego i walką z ociepleniem klimatu. Więcej o pojazdach transportu wewnętrznego w technologii Fuel Cell można przeczytać na poświęconych systemom zasilania stronach www.still.pl.
