A Toyota Mirai, a világ első sorozatgyártású hidrogén üzemanyagcellás elektromos autójának első generációja még 2014-ben debütált, a második generáció pedig idén mutatkozott be, és azóta újabb és újabb hatótávolsági rekordokat dönt. A hivatalos rekordkísérletet a Guiness World Records szervezete szoros figyelemmel követte, betartva szigorú szabályaikat és dokumentációs eljárásaikat. A 2021. augusztus 23-án és 24-én zajló, hatékonyságra koncentráló útján a Mirai fogyasztást produkált, miközben csupán tiszta vizet bocsátott ki, mint melléktermék. Michael Empiric, a GUINESS WORLD RECORDS munkatársa az út kezdetén és végén is plombával hitelesítette a Mirai hidrogéntartályát. A hatékony vezetés terén profi Wayne Gerdes és Bob Winger másodpilóta részvételével zajló rekordkísérlet 2021. augusztus 23-án, hétfőn kezdődött a Toyota kaliforniai Gardenában található üzemanyagcellás fejlesztőközpontjától, a Toyota Technical Center (TTC) épületétől. A páros dél felé indult San Ysidróba, majd onnan északra, Santa Barbara irányába vezetett az útjuk, a Malibu Beachen és a Pacific Coast Highwayen keresztül. Aznap este 761 kilométer megtétele és mindössze két vezetőcsere után visszatértek a TTC-hez.  Másnap, 2021 augusztus 24-én a környéken köröztek, így további 599 kilométert megtéve – beleértve a reggeli és délutáni csúcsforgalmakat a Los Angelest és Orange Countyt összekötő autópályán –, egészen addig, amíg ki nem ürült a Mirai hidrogéntartálya, és vissza nem vitorláztak a TTC-hez. Összesen 1360 kilométert tettek meg, aminek Empiric is tanúja volt.

„Mint a GUINNESS WORLD RECORDS bírája, az elmúlt 10 évben számos hihetetlen rekordkísérletnek voltam tanúja, beleértve sok távolsági csúcsot is.” – avat be Empiric. „A Toyota Mirai által egyetlen feltöltéssel megtett út kiváló példája annak, hogy mekkora lehetőség rejlik az üzemanyagcellás elektromos technológiában. Ez a technológia és a Toyota tervezőinek zsenialitása egy történelmi pillanatot eredményezett.”

Az út végére a Mirai 5,65 kilogramm hidrogént használt fel, és 12 hidrogénkút mellett haladt el utántöltés nélkül. A Mirai nagyrészt csúcsforgalomban, 18 és 28 Celsius fok közötti hőmérsékleten teljesített a küldetését.  Az autó egyetlen gramm széndioxidot sem bocsátott ki, holott ugyanezen a távon egy átlagos belső égésű erőforrással ellátott jármű körülbelül 300 kilogramm széndioxidot juttatna a levegőbe. A mérföldkőnek számító eredményt olyan pilóták érték el, akik szakértői a hatékony vezetésnek, és képesek voltak az adott időjárási és közlekedési körülményekhez igazítani a Mirai teljesítményét. Emellett néhány alapvető vezetési tippet is alkalmaztak az üzemanyag-hatékonyság elérése érdekében, amelyeket bárki gyakorolhat. Ilyen például a kötelező karbantartások elvégzése vagy épp a gumiabroncsok nyomásának beállítása. Egy rosszul hangolt erőforrás több üzemanyagot használ fel, amely természetesen hatással van az üzemanyag-hatékonyságra, míg a lapos gumiabroncsok rontják az üzemanyag-hatékonyságot. Érdemes emellett kerülni a hirtelen gyorsításokat és lassításokat, valamint a túlzottan nagy sebességet. Sokat spórolhatunk emellett a mechanikus és elektronikus berendezések működésének mint például a légkondicionáló intenzitásának csökkentésével. Érdekesség, hogy a vadonatúj Mirai rendelkezik vezetési-üzemmódválasztóval, amelynek ECO beállítása a hatékonyságra helyezi a hangsúlyt, és ennek megfelelően optimalizálja a légkondicionálót. Emellett, ahogyan a Toyota hibridekben, a rendszer képes megtanulni a sűrűn használt útvonalakat, ezzel optimalizálva a töltést és fogyasztást, illetve maximalizálva az üzemanyag-hatékonyságot és hatótávolságot.

A Toyota Mirairól

A 2021-es Toyota Mirai a Toyota prémium, hátsókerék-hajtású sport-luxus FCEV zászlóshajója, amely lenyűgöző megjelenéssel és csúcstechnológiával rendelkezik, valamint még elragadóbb vezetési élménnyel és lényegesen nagyobb EPA által megerősített hatótávval szolgál. A hátsókerékhajtású felépítésnek köszönhetően nagyobb hidrogéntartályokat kapott, amelyek 647 kilométeres EPA hatótávot biztosítanak (a Mirai XLE modellváltozat esetében). Ez az első generációs Miraihoz képest 30 százalékos növekedést jelent. A modell neve – ami a japán nyelvben annyit tesz, hogy „jövő” – teljes mértékben helyénvaló, hiszen a 2021-es Mirai a gyártó legújabb hidrogén üzemanyagcellás elektromos (FCEV) hajtásláncát kapta meg. Az új Mirai a Toyota azon elektrifikációs stratégiájának része, amelyben a jövőbeli hibrid és akkumulátoros elektromos autói (BEV-k) is szerepelnek.

A nemrégiben mintegy 5700 a hidrogén üzemanyagcellás elektromos hajtással kapcsolatos szabadalmat versenytársaival ingyenesen megosztó Toyota a technológia fejlesztéséért felelős vezető mérnökével, Jackie Birdsallal  a mértékadó Design News készített interjút. A téma a 2020 második felében megjelenő üzemanyagcellás Mirai modell volt. A mérnöknőt az innovatív üzemanyagcellás technológiáról, illetve arról kérdezték, hogyan boldogul ebben a férfiak dominálta világban, a beszélgetés alább olvasható.

Mérnökként az üzemanyagcella-tervezés a karriercélja?

„Már középiskolás koromban beleszerettem az izomautók és a szupersportkocsik világába, akkoriban mindenünk volt a sebesség. Az egyetemen leginkább a hajtáslánc érdekelt, fel is vettem egy új szakot, ami a hibrid járművekkel foglalkozott. Az első előadáson az olajkitermelési csúcs volt a téma. A globális felmelegedésről, a klímaváltozásról még szó sem volt, de az olajkitermelési csúcsról igen, így az előadás jelentős részében a fosszilis üzemanyagok elégetésének negatív hatásait taglalták. Abszurd volt hallani, hogy minden, ami számunka fontos, tönkreteszi a bolygót. Ez felébresztett bennem valamit, amiről addig nem volt tudomásom – de végül is éppen erre való az egyetem. A legelső megbízásom a DaimlerChrysler RTNA-nél (Research and Technology North America) volt Sacramentóban, ahol a NECAR 4A jelzésű üzemanyagcellás jármű prototípusán dolgoztam. Két világ találkozott itt: lehetőségem volt kedvenc területemen, a hajtásláncokon dolgozni, ugyanakkor a zéró kibocsátású hajtásláncok fejlesztésével megoldani a fentebb említett hatalmas problémát. Azonnal éreztem, hogy ez az, ezt akarom csinálni! 2003-at írtunk, és azóta is ezen dolgozom.”

Azóta mennyiben változott az üzemanyagcellák világa?

 „Drámai változások történtek: azok a dolgok, amiket akkoriban lehetetlennek tartottak, mára megvalósultak. Kis lépésekben jött a változást, amit a laikusok nem is észleltek, de mérnöki teljesítményként igazán látványosak. Ilyen például a hidegindítás. Eredetileg szinte lehetetlennek tűnt, hogy indítás után rögtön jelentős teljesítményt produkáljon egy ilyen jármű. Mi azonban bebizonyítottuk, hogy ez akár fagypont alatti időjárásban is megvalósítható, pusztán a környező hőmérséklet figyelése, a kompresszor felpörgetése, a víz kifújása és egy nagyon konkrét indítási logika betartása által. A hideg üzemanyagcellák esetében nedvesítésre van szükség ahhoz, hogy létrejöhessen a kémiai reakció. A Mirai jelenlegi generációjánál az volt a feladatunk, hogy elhagyjuk ezt a külső nedvesítést, és magában az üzemanyagcellában termelt vizet használjuk a folyamat létrejöttéhez, a szükséges nedvesítés megtartásához. Ez olyasmi, amit korábban lehetetlennek tartottak, de a kiegészítő komponens nélküli rendszer megvalósításával végül nem csupán költséget takarítunk meg, hanem egyszerűbbé is tesszük a folyamatot. Ez színtiszta logika. Néha az kívánom, bárcsak számítástechnikus lennék, a munkánk nagy részében ugyanis szerepet játszik a szoftver és a logika.”

Most éppen min dolgozik?

 „Jelenleg a sűrített hidrogént tároló rendszerrel foglalkozom. Most elsősorban gépészmérnöki területeken dolgozom, termodinamikával, strukturális analitikával és a kedvencemmel, a teszteléssel foglalkozom.”

Ide tartozik az az eset, amikor demonstrálták, hogy bele lehet lőni a hidrogéntartályba anélkül, hogy az kigyulladna vagy felrobbanna?

„Minden tartályt úgy tervezünk, hogy szivárogjon, mielőtt szétszakad. Ez azt jelenti, hogy ellenőrzött módon engedi ki a hidrogént, anélkül hogy szétrepedne. Sokféle különböző tesztet kell elvégeznünk, hogy bizonyítsuk: tartályaink ki tudják engedni a gázt, mielőtt szétszakadnának. Az egyik ilyen tesztet nevezzük nagyterheléses becsapódási tesztnek, de a laikusok számára lövöldözős tesztként említjük, amivel azt demonstráljuk, hogy a tartály a fal kilyukadása esetén is egyben marad, és biztonságosan engedi ki a nyomást.”

Beszélhet arról, hogyan erősítették meg a tartályt?

„70 megapascalnál tartunk, vagyis négyzetcentiméterenként 700 kiló nyomásnál, de hivatalosan még nem jelentettük be a kapacitásnövelést. Ezeket mind házon belül gyártjuk a Toyotánál. A legújabb generáció a Toyota Cityben található Honsha üzemben készül. A gyártókapacitást tízszeresre növeltük – ez évi 30 000 darabot jelent. A tempót az infrastruktúra állapota diktálja majd, de azt már most látjuk, hogy Kaliforniában erősen megterheli az infrastruktúrát a jelenlegi gyártókapacitás. Biztosan kell tudnunk, hogy vásárlóink kiszolgálásához kiépült-e az elégséges infrastruktúra. Az említett 30 000 darab az egész világra értendő, nem csak Kaliforniára.”

Nem frusztráló egy olyan terméken dolgozni, aminek használhatósága egy még nem létező feltöltő hálózattól függ?

„Inkább izgalmas látni azt, hogy hová fejlődött ez a technológia, és mekkora lehetőségeket hordoz a valós piaci hatások tekintetében. Ami számomra frusztráló, hogy amikor Toyota Cityben teszteltem a hidrogén töltőállomásokat, azt tapasztaltam, hogy hiába van megfelelő infrastruktúra, hiába lehet zökkenőmentesen kevesebb mint öt perc alatt feltölteni az autókat újabb 500 kilométerre, mégsem tudjuk ugyanezt megtenni az USA-ban. Nos, ez frusztrál, hiszen láttam már ezt a rendszert jól működni Japánban, sőt bizonyos töltőállomásokon Los Angelesben és San Franciscóban is, de messze nem annyit, mint Japánban.”

Mi az akadálya mindennek az USA-ban?

A töltőállomások száma. Japánban több a töltőállomás és kevesebb az autó, ezért sikeres ott ez az infrastruktúra. Megtanultuk: a legfontosabb, hogy több töltőállomás is a vásárlók rendelkezésére álljon, mert ha bármilyen okból túlterhelt egy adott állomás, vagy nem működik, mert például elromlik egy töltőfej, akkor is lennie kell egy másiknak az autós otthonától vagy munkahelyétől ésszerű távolságon belül. Szóval rendkívül fontos a töltőállomások száma. Eredetileg, amikor más autógyártókkal, illetve Kalifornia állammal a töltőállomások szabványain dolgoztunk, egy kútfejről volt szó, azaz egyetlen elosztóról. Bár egy feltöltés csupán öt percet vesz igénybe, hosszabb sor is kialakulhat egy kútfejnél. Így módosítottunk, és most már azt mondjuk, állomásonként két kútfejre van szükség, hisz így ugyanannyi idő alatt kétszer annyi autóst tudunk kiszolgálni.”

Vizsgálták már, milyen egy töltőállomás leghatékonyabb elrendezése?

„Igen, vizsgáltuk a behajtást és a kihajtást, az állomáshoz való hozzáférést, a kútfej elhelyezését és a jellemző várakozási időt is abban az esetben, ha az autósok közvetlenül egymást követve tankolnak – szóval, nagyjából mindent vizsgáltunk. Sokkal többet megtanultam a töltőállomásokról, mint valaha gondoltam volna, beleértve a módszertant és minden szabványt, amit alkalmaznak ezek építésekor. Garantálnunk kell, hogy hasonló szabványokat alkalmazunk a hidrogén esetében is.”

Most, hogy végzett a Mirai projekttel, mi lesz a következő feladat?

„Most a Project Portalon dolgozom, ami nehéz teherautókkal foglalkozik.”

Hasonlít ez arra, amit a Nikola csinál?

„Már bejelentettük, hogy partnerségre léptünk velük egy nagykapacitású töltőfej kifejlesztésére. Ezeket nevezzük a jármű és az állomás közti feltöltési interfésznek. A cél az, hogy ezek egységesek legyenek, mert akkor mi is tankolhatunk az ő nagykapacitású töltőállomásaikon, és ők is a mieinken.”

A hidrogén üzemanyagcella örökre a jövő energiaforrása marad?

„Remélem, hogy nem. Az infrastruktúra kiépítése az egyetlen dolog, ami hátráltat minket. Sokan azt gondolják, hogy az elektromos töltő jóval olcsóbb, mint egy hidrogén töltőállomás, de ha látunk egyet működés közben, rájöhetünk, hogy ez nincs így. Különösen most, hogy már vannak két töltőfejesek is. Látjuk, mekkora forgalmat bonyolítanak le, mekkora hatótávolságot biztosítanak ezek az autók. A hidrogén tényleg olyasmit tud, amit az akkumulátorok nem jelenleg tudnak: nagyobb hatótávot és rövidebb töltési időt. Különösen áll ez azokra a járművekre, amelyek az utcán parkolnak. Ott nem igazán tudom hova csatlakoztatni az autómat. Szerintem, ahogy a hibridektől a teljesen elektromos és zéró kibocsátású modellek felé haladunk, mind a meglévő akkumulátoros járművek, mind az üzemanyagcellások megtalálják a maguk helyét. Mindez attól függ, mi működik jól a vásárló számára.”

Milyen tapasztalatokat szerzett ebben az ágazatban mérnöknőként?

„Igazán szerencsés vagyok, hogy az alternatív üzemanyagok területe valamivel progresszívebb az átlagnál. Különösen igaz ez a Toyotára, hiszen a cég két alapvető pillére a folyamatos fejlődés és az emberek tisztelete. Úgy érzem, annak ellenére, hogy általában én vagyok az egyetlen nő a szobában, soha nem kezeltek másképp. Dolgoztam a gyártási területen is, ami kicsit más. Dolgoztam korábban autós műhelyekben is, ami szintén másféle feladat, ahogy van különbség az akadémiai világ és az ipar között is. Az egyetemi világ igazi élmény, ott igazán jól megtanulhatjuk a szakmát anélkül, hogy kívülállónak kellene éreznünk magunkat – de amikor elkezdünk dolgozni az ágazatban, akkor azok leszünk. Sokszor kérdeznek engem azokról a nőkről, akik mérnökként kezdték, de aztán feladták ezt a szakmát. Ettől kicsit szomorú vagyok, mert szerettem volna, ha többen maradunk. Sokan érzik azt, hogy míg a férfiak bármilyen állásra pályázhatnak úgy, hogy egyszer majd elég képzettek lesznek hozzá, addig a nőknek 100 százalékban felkészültnek kell lenniük, mielőtt megpályáznak egy állást. Én is sokszor éreztem úgy az egyetem első éveiben, hogy nem tudok annyit, mint a fiúk, és többet kell tennem azért, hogy bizonyítsak. Azt hiszem, ez egy rossz beidegződés, és egyáltalán nem gondolom, hogy igaz lenne. Szeretném azt látni, hogy egyre több nő tart ki a mérnöki diplomája mellett, és egyre több nő ismeri fel, hogy megüti az elképzelt szintet. Mindössze arról van szó, hogy nem elég magabiztosak.”

Vannak még olyan férfi főnökök, akik szerint ön nem való ebbe a szakmába?

„Jó ideje nem mondtak nekem ilyesmit. Talán ez a kezdők esetében inkább jellemző. Végső soron az számít, hogy jól végezzük-e a dolgunkat. Ha igen, akkor kivívjuk a főnökeink tiszteletét, de ha nem kapunk tiszteletet, minek is érdekelne minket a véleményük? Remélem, egyre kevésbé lesz ez a helyzet a pályakezdő nőknél, de sajnos, bár nem a Toyotánál, de alkalmanként még hallok ilyesmit.”

Bár a Toyotát progresszív munkahelyként tartják számon a nők szempontjából is, milyen tapasztalatai voltak, amikor Japánban dolgozott? Hiszen ott a társadalom konzervatívabb felfogású a nemi szerepeket tekintve…

„13 hónapig dolgoztam Toyota Cityben, de addigra már elég régóta voltam a pályán ahhoz, hogy a csapat ismerjen, így soha nem tapasztaltam olyasféle szexizmust, amit említ. Mindemellett én voltam az egyike a két mérnöknőnek, aki ebben az időszakban ott dolgozott. Japán kultúrája igazán érdekes, izgalmas világ, de úgy gondolom, lassan ez is változik. Az ottani barátnőim közül is egyre többen karrierorientáltak, holott egy generációval korábban még nem lettek volna azok. Összegezve kijelenthetem, hogy én személy szerint soha nem tapasztaltam szexizmust. Talán egy területet kivéve: az acélbetétes cipőket illetően. Nem gyártanak ugyanis női acélbetétes cipőt az én méretemben, ezért férficipőt kellett hordanom. Abban pedig úgy festettem, mint egy hatalmas bohóccipőben. Ez az egyetlen panaszom azzal kapcsolatban, hogy milyen amerikai nőnek lenni Japánban.”