50-luvulla valmistettu Allis-Chalmers Fuel Cell -traktori oli ensimmäinen polttokennoajoneuvo – kallis projekti jäi protoksi, mutta NASA hyödynsi teknologiaa

Sähkökäyttöisiä traktoreita on kokeiltu 1900-luvun alkupuolelta lähtien. Toistaiseksi ylipääsemätön ongelma on ollut virran saanti. Syksyllä 1959 kokeiltiin ensimmäistä kertaa sähkötraktoria, joka tuotti itse kuluttamansa virran. Tuolloin kokeiltu polttokenno on viimevuosina alkanut kiinnostaa uudelleen.

Polttokennoon johdetun polttoaineen kemiallinen energia muunnetaan sähköenergiaksi. Rakenteeltaan ja toiminnaltaan se muistuttaa akkua anodeineen (+ varaus), katodeineen (- varaus) ja elektrolyytteineen. Kun polttoaine reagoi kennoon syötetyn hapen kanssa, syntyy hapetus- ja pelkistysreaktioiden tuloksena sähkövirtaa, joka johdetaan sitä kuluttavaan laitteeseen. Akusta poiketen polttokenno ei varastoi virtaa, ainoastaan tuottaa sitä.

Ensimmäiset teoriat polttokennosta esitettiin jo 1800-luvun alussa, lopullisen rakenteen kehitti englantilainen Francis Thomas Bacon vuonna 1932, mutta käytännössä keksintöä alettiin hyödyntää vasta vajaat 30 vuotta myöhemmin. Muun muassa energiatuotannon laitteita valmistanut monialakonserni Allis-Chalmers aloitti polttokennotekniikan työstämisen v. 1951.

Projektin eteni verkkaisesti: Seitsemän vuotta myöhemmin saatiin polttokennon tuottamalla virralla palamaan kaksi 15 watin lamppua, mutta vuoden kuluttua oltiin tekemisissä jo reilumpien tehojen kanssa. Kehitysryhmän johtaja Harry Ihringin idea oli asentaa laite traktoriin, jolloin järjestelmän mahdollisuudet saataisiin esiteltyä monipuolisimmin.

Alustaksi valikoitui Allis-Chalmersin pieni maataloustraktori D12, jonka rungolle pultattiin kokonaisuus, jossa oli kaikkiaan 1 008 polttokennoa. Neljään ryhmään jaettuja kennostoja oli kaikkiaan 112, joissa jokaisessa oli yhdeksän kappaletta reilun kuuden millin vahvuisia, 77 neliösentin laajuisia ja yhden voltin tehoisia kennoja. Alliksen kennot olivat alkalisia, elektrolyyttinä oli kaliumhydroksidi ja reaktioaineina happi ja propaani. Puhdas vety olisi ollut parempaa, mutta propaanissakin sitä on runsaasti (C3H8). Propaanilla päästöt koostuivat vedestä ja vähäisestä määrästä hiilidioksidia, puhtaalla vedyllä pelkästään vedestä. Hyötysuhteeltaan n. 80 % polttokennojen tuottama virta syötettiin 15 kilowatin sähkömoottoriin, joka pyöritti traktorin murikka-akselia.

Lokakuun 15. päivänä 1959 polttokenno-Alliksen perään kytkettiin 2-siipinen hinattava aura ja alettiin kyntää sinimailaspeltoa. Jäykän maalajin ja roiman 2,4 tonnin työpainon takia meno oli verkkaista, mutta maata kuitenkin kääntyi äänettömästi, tärinättömästi ja päästöttömästi vähintään vanhuksen kävelyvauhdilla. Propaania kului n. kolme kiloa tunnissa.

Kokeilu oli rohkaiseva, mutta oli selvää, että ainakaan maataloudessa polttokennoa ei tultaisi sen kalleuden takia hyödyntämään vielä pitkään aikaan. Niinpä traktori lahjoitettiin testien jälkeen Smithsonian-instituutille museoitavaksi.

Polttokennoprojekti pantiin traktoreiden osalta sivuun, mutta Allis-Chalmers sai hyvän asiakkaan NASA:sta joka tarvitsi polttokennotekniikkaa Apollo-rakettien sähkön ja veden tuotantoon. Myös armeija teki ostoja kokeiluihinsa. Muutama hyvä kauppa meni kuitenkin sivu suun, minkä vuoksi kannattamattomaksi kääntynyt polttokennoteollisuus myytiin Teledyne Corporationille v. 1970.

Ajoneuvokäytössä polttokennosta kiinnostuttiin uudelleen 1990-luvulla, jolloin alettiin kantaa suurempaa huolta päästöistä ja fossiilisten polttoainevarojen ehtymisestä. Ihan lähivuosina vetytraktoreita tuskin nähdään ainakaan kovin monella pellolla.

Sinua saattaa kiinnostaa myös seuraavat artikkelit:

Käänteinen polttokenno uusiutuvan sähkön kysyntää ja tarjontaa tasapainottamaan

Vety on tulevaisuuden polttoaine – parhaasta tavasta hyödyntää vetyä polttoaineena on kilpailemassa kolme eri tekniikkaa

JCB esitteli ensimmäiset vetykoneensa päästäkseen hiildioksidipäästöistä eroon – projektiin on mahtunut myös katkeransuoloinen kokeilu

Vetyauto Hyundai ix35 Fuel Cell – tulevaisuus on täällä