Vabakolbmootor — alternatiiv kütuseelementidele?

Vabakolbmootorid on elektri tootmiseks sama tõhusad ja odavamad kui kütuseelemendid.

Ebakonventsionaalse ehitusega mootor on pälvinud tähelepanu võimaliku alternatiivina vesinikuelementidele või tavamootoreile mõnedes hübriidliikureis. Niinimetatud vabakolbmootor oleks elektri tootmiseks sama tõhus, aga maksaks vähem, vahendab teadusuudiste portaal TechnologyReview.com.

Vabakolbmootor pole uus leiutis: see konstrueeriti juba 1920datel aastatel. Kuid kasvav rõhuasetus hübriidautodele on viinud olukorrani, kus üha rohkem uurimisrühmi ja autotootjaid käivitab programme selle tehnoloogia arendamiseks. Vabakolbmootoril puudub kolvi ja väntvõlli vaheline mehaaniline ühendus (millest on tuletatud ka mootoritüübi nimetus). Kuna vabakolb-konstruktsioon võimaldab paremat põlemist ja väiksemat hõõrdumist, võiksid sellised mootorid elektrit toota märksa tõhusamalt kui tavalised generaatorid või kütuseelemendid.

Odava ja tõhusa elektritootmise mooduse leidmine muutub üha aktuaalsemaks sedamööda, kuidas tootjad arendavad elektrilisi sõidukeid sisseehitatud generaatoritega akude laadimiseks ja ühe laadimisega läbitavate vahemaade pikendamiseks. Sellised sõidukid, mida nimetatakse seinatoitega hübriidideks (plug-in hybrid) või kaugsõiduliikureiks (extended-range vehicle), peaksid turule jõudma 2010. aasta lõpuks. Esimeste mudelite generaatorid rajanevad harjumuspärasele tehnoloogiale, hilisematele võib aga olla lisatud kütuseelement või muu moodne generaator, näiteks vabakolbmootor.

Vabakolbmootorite potentsiaalne tõhusus on eeliseks tavageneraatorite ees; nende leplikkus laia valiku eri kütustega teeb nad aga kasutajasõbralikumaks vesinikuelementidest. Pealegi pole vabakolbmootori ehitamiseks vaja kalleid materjale nagu kütuseelementide plaatina-katalüsaatorites, mis teeb esimesed ka odavamaks.

Autotootjad nagu GM, Lotus ja Volvo on hakanud investeerima uuringutesse, mis hindavad selliste mootorite kasutamise võimalikkust tulevikuautodes. Viimase paari aasta jooksul on mitu akadeemilist uurimisrühma selliste mootorite arendamise käsile võtnud ning nende arv kasvab. Seni on enamik neist keskendunud arvutimatkingutele. Erandiks on Sandia Riikliku Laboratooriumi (USA) uurija Peter Van Blarigani läbi viidav uuring, mille raames testitakse vabakolbmootorite füüsilisi detaile; nimelt valmib Sandias aasta jooksul vabakolbmootori prototüüp.

Tavapärastes sisepõlemismootorites on kolvid kepsude kaudu ühendatud väntvõlliga, mis ülekande vahendusel paneb rattad pöörlema. Vabakolbmootirid saavad hakkama ilma väntvõllita: kolvid pole üldse millegi külge kinnitatud. Selle asemel süstlevad kaks vastassuunalist kolbi põlemiskambris lihtsalt edasi-tagasi. Elektri saamiseks võib kolvid varustada magnetitega, mis metallmähistest mööda liikudes voolu tekitavad.

Tõlkinud Mart Kalvet.