Nazwa HYBARI to skrót od HYdrogen-HYBrid Advanced Rail vehicle for Innovation (wodorowo-hybrydowy zaawansowany pojazd szynowy dla innowacji). Prototyp będzie się składał z dwóch wagonów, w których podwoziach zostaną zamontowane poszczególne elementy układu napędowego. Podstawowym źródłem energii będzie wodór. Do jego magazynowania zostaną wykorzystane wysokociśnieniowe zbiorniki Toyoty.
Wodór będzie trafiał do zestawu ogniw paliwowych, gdzie w reakcji z tlenem pobieranym z powietrza będzie powstawał prąd oraz para wodna. Energia elektryczna będzie przekazywana następnie do silników oraz do baterii, gdzie będzie magazynowana również energia odzyskiwana podczas hamowania. Silniki elektryczne będą zatem zasilane z dwóch źródeł – z ogniw paliwowych i z baterii.
Dwuwagonowy wodorowo-elektryczny pociąg hybrydowy będzie się rozpędzał maksymalnie do 100 km/h i pokonywał na jednym tankowaniu 140 km. Napęd będzie się składał z czterech silników o mocy 95 kW, dwóch inwerterów oraz czterech zestawów ogniw paliwowych Toyoty ze stałym elektrolitem polimerowym o mocy 60 kW. Zestaw uzupełnią dwie baterie litowo-jonowe o pojemności 120 kWh oraz cztery moduły po pięć zbiorników wodoru, z których każdy pomieści 51 l wodoru pod ciśnieniem 700 atmosfer (70 MPa).
Testy nowego pociągu rozpoczną się w marcu 2022 roku. Najpierw jednostka ta zostanie przetestowana na krótkich lokalnych liniach w okolicach Jokohamy i Kawasaki. Docelowo pociągi HYBARI będą mogły zastąpić składy spalinowe na trasach pozbawionych trakcji.
Toyota, Hitachi i JR East planują połączyć swoje technologie oraz możliwości produkcyjne z branży kolejowej i motoryzacyjnej. Kolejowy napęd hybrydowy Hitachi opracowany wspólnie z JR East zostanie rozbudowany o technologię ogniw paliwowych, które stosowane są m.in. w osobowym sedanie Toyota Mirai i miejskim autobusie Toyota SORA. Ogniwa zostaną przystosowane do pracy w napędzie lokomotywy. Wodorowo-elektryczny napęd będzie musiał zapewnić bardzo wysoką moc, wystarczającą do poruszania pociągu.
Wodór to wyjątkowo czyste paliwo, które zapewnia minimalny wpływ transportu na środowisko i klimat. Można go wytwarzać na kilka sposobów z użyciem energii odnawialnej, w tym z wody, metanu czy odpadów. Japonia widzi w wodorze także sposób na zapewnienie krajowi bezpieczeństwa energetycznego i uniezależnienie się od zewnętrznych dostawców paliw kopalnych.
Wodór ma wiele zalet jako magazyn energii odnawialnej, komplementarny wobec magazynów bateryjnych, dlatego rozbudowanie elektrowni OZE o instalacje wodorowe zwiększają ich wydajność i stabilność dostaw energii. Popularyzacja wodoru w transporcie, energetyce i całej gospodarce przyczynia się do szybszego ograniczania emisji CO2, zapobiegania globalnemu ociepleniu i dywersyfikacji źródeł energii.
Nowe moduły ogniw paliwowych Toyoty