Le malo ljudi ve, da potekajo raziskave na področju filtrov za trdne delce za električne avtomobile. Zanimivo je, da te raziskave izvaja več znanih podjetij, ne le eno. Filtri za trdne delce za električne avtomobile bodo delovali na povsem drugačen način kot filtri, vgrajeni v avtomobile z motorjem na notranje izgorevanje.

Ali električni avtomobili proizvajajo delce?

Filtri za trdne delce so vgrajeni v sodobne dizelske avtomobile (DPF/FAP) in bencinske avtomobile (GPF/GPF FAP). Njihova naloga je zadrževanje in nevtraliziranje saj in pepela, ki nastanejo med zgorevanjem mešanice goriva in zraka. Električni avtomobili ne proizvajajo izpušnih plinov. Proizvajajo pa delce, čeprav na nekoliko drugačen način. Inženirji so želeli uresničiti (utopično) vizijo popolnoma čistega vožnje. Zato je nastala ideja, da se električni avtomobili opremijo s filtri za delce.

Ključna beseda: emisije, ki niso izpušne

Električni avtomobili so nekaj sto kilogramov težji od avtomobilov z notranjim izgorevanjem. To je posledica pogonske baterije z obsežnim sistemom hlajenja in ogrevanja. Čim težji je avtomobil, tem hitreje se obrabljajo pnevmatike. Pri obrabi profila pnevmatik nastajajo trdni delci.

Težji je avtomobil, hitreje se obrabljajo zavorne ploščice. Abrazija zavornih oblog, ki se drgnejo ob zavorne diske (z izjemo keramičnih ploščic), prav tako povzroča nastajanje prahu. Težji električni avtomobil potrebuje močnejše zavore (z večjo trenjno površino). Pri zaviranju se ustvari več prahu.

Tu je majhen odklon, ker so inženirji, ki ustvarjajo nove rešitve za avtomobilsko industrijo, »pozabili«, da električni avtomobili najpogosteje uporabljajo regenerativno zaviranje, zato redko uporabljajo diske in ploščice. A sodobno avtomobilstvo je polno protislovij.

V zraku plavajo tudi trdni delci. Električni avtomobil prihodnosti naj bi za seboj počistil in hkrati očistil zrak.

Audi »Urban Purifier«

Leta 2020 je Audi v sodelovanju z Mann-Hummel (ki med drugim proizvaja filtre MANN-FILTER) začel pilotni projekt za razvoj filtra za trdne delce za električne avtomobile. Program naj bi trajal štiri leta, namenjena oblikovanju in testiranju.

Kako naj bi deloval zasnovani filter? Filter za delce za električne avtomobile naj bi bil nameščen v sprednjem delu vozila. Komponenta naj bi delovala kot sesalnik. Ventilator, nameščen za njo (ki se uporablja tudi za standardno hlajenje hladilne tekočine iz akumulatorja in motorja), je bil zasnovan tako, da je ojačal naravni zračni tok, ki nastane med vožnjo. Sesani zrak je bil filtriran, tudi ko je bilo vozilo v mirovanju.

Filtri so zadrževali trdne delce velikosti do 10 mikrometrov, ki so škodljivi za zdravje. Po mnenju oblikovalcev filter ni povzročal motenj v delovanju avtomobila niti ni dodatno obremenjeval vozila. Filter je bil izdelan iz 15 % recikliranih materialov in ga je bilo treba zamenjati ob vsakem servisu avtomobila.

Vir: Audi Media Centre

Po mnenju ustvarjalcev rešitve je filter „izničil” emisije avtomobila, v katerega je bil vgrajen, in očistil zrak za dva dodatna avtomobila. Kljub pozitivnim ocenam in testom filter še ni bil dan v serijsko proizvodnjo.

Filtri za delce za zavorni prah

Zgoraj omenjeno podjetje Mann-Hummel je delalo tudi na drugi rešitvi za avtomobile z vsemi vrstami pogonov. To so filtri za delce, nameščeni na kolesa, ki so namenjeni zbiranju prahu, ki nastaja med zaviranjem. Upoštevani so bili tako pasivni filtri (ki ne porabljajo energije in zbirajo prah) kot aktivni filtri (ki porabljajo energijo, sesajo prah in so učinkovitejši).

Filtri so bili testirani v električnih avtomobilih in avtomobilih z motorjem na notranje izgorevanje, ki jih proizvajajo Audi, Mercedes-Benz (električni dostavni kombiji) in v električnih avtomobilih ALBA Group, ki se uporabljajo v Singapurju.

Britansko podjetje The Tyre Collective je delalo na filtrih, nameščenih za vsakim kolesom električnih avtomobilov. Ti filtri so z aerodinamiko in elektrostatiko zbirali in kopičili prah iz pnevmatik, ki je bil nato mogoče predelati. Ti filtri so leta 2020 prejeli nagrado (James Dyson Award), vendar ni novic, da bi jih začeli proizvajati v seriji.

Pravni kontekst ali kakšen je smisel vsega tega?

Razvoj filtrov za zavorne delce je neposredno povezan z novimi predpisi EU, znanimi kot standard Euro 7, ki prvič zajemajo emisije, ki niso povezane z izgorevanjem goriva. V praksi to pomeni uvedbo omejitev emisij delcev, ki nastajajo zaradi obrabe zavornih ploščic in kolutov, ter obveznost njihovega merjenja v postopkih homologacije.

Čeprav predpisi ne nalagajo nobene posebne tehnične rešitve, proizvajalci vozil in dobavitelji zavornih sistemov že iščejo načine za zmanjšanje emisij prahu, da bi izpolnili prihodnje zahteve. Ena od možnosti, ki se preučuje, so sistemi za zajemanje delcev neposredno na zavorni sistem, poleg novih materialov za trenje in sprememb v zasnovi.