A jövő négy keréken – elektromos autók és iparjogvédelem
A huszonegyedik század színe kétségkívül a zöld. Újrahasznosítás, szelektív hulladékgyűjtés, megújuló energia, kevesebb műanyag és több karbonsemlegességi egyezmény, egyszóval: környezetvédelem. A bolygóért tett erőfeszítések hatása néhány ipari szektorban már markánsan érezhető. Ilyen az elektromos autók piaca is, de a járművek széles körű elterjedése még várat magára, noha azok számtalan előnnyel járnak a hagyományos belső égésű motorral működő gépkocsikhoz képest. Felmerül a kérdés: miért?
Az elektromos autók piacának becsült növekedése 2040-ig
Ahhoz, hogy ezt megválaszoljuk, először át kell tekintenünk – röviden – az elektromos autók történetét, mely meghökkentően régre nyúlik vissza. Hogy melyik volt az első elektromos gépjármű, nehéz egyértelműen kijelenteni, de ahhoz, hogy ma Teslák, BMW i3-mak és Nissan Leafek járhassanak a magyar utakon, egészen a közlekedési vívmányok és mérnöki bravúrok fénykorába, a XIX. századi ipari forradalomba visszanyúló találmányokra és szabadalmakra volt szükség.
Ilyen találmány volt Jedlik Ányos, hazánk egyik legkiemelkedőbb feltalálójának alkotása, az egyenáramú generátor (vagy, ahogy ő nevezte, az „egysarki villamindító”), mely egy kisméretű guruló szerkezetre szerelve már annak meghajtására is alkalmasnak bizonyult. Jedlik intellektuális hagyatéka többek között a Szellemi Tulajdon Nemzeti Hivatala által évente odaítélt Jedlik Ányos-díjban él tovább, mellyel a kimagaslóan sikeres feltalálói tevékenységet, valamint a kiemelkedő színvonalú és hatékonyságú iparjogvédelmi munkásságot díjazzák.
Jedlik „egysarki villamindítójának” terve, 1861
A korszak további jelentős fejlesztései közé tartozott Gaston Planté francia feltaláló ólomsav-akkumulátora, mellyel megoldotta az újratölthetőség problémáját, Camille Alphonse Faure megoldása, amivel sikerült ezen akkumulátorok kapacitását jelentősen megnövelni, illetve a Löhner-Porsche, mely járművel Ferdinand Porsche a világ első hibridautóját alkotta meg.
Mindezen fejlesztések és a rájuk épülő járművek megjelenése azt eredményezte, hogy az Egyesült Államokban 1900-ban legyártott automobilok 28%-a elektromos volt. Összehasonlításképp: ugyanez az érték 2019-ben nagyjából 1,5%. A korai villanyautók piacának növekvő tendenciáit derékba törte a hatékony belső égésű motorok elterjedése és a benzines autók alacsony ára, amivel a jóval drágább elektromos gépjárművek már nem tudtak versenyre kelni.
Ismerősnek hangzik? Nem véletlen, hiszen az elektromos autók napjainkban is hasonló problémákkal küszködnek, de annak érdekében, hogy ezekről érdemben értekezni tudjunk, előbb az elektromos autók felépítését és működését kell szemügyre vennünk.
Az elektromos autók működése
Képzeljük el, hogy a vadonatúj sportautónk volánja mögött ülve megállunk egy piros lámpánál. Egyszer csak megjelenik – hisz nem hallottuk jönni – mellettünk egy átlagos kinézetű szedán. A sofőr ránk kacsint, s mikor a lámpa zöldre vált, szinte állva hagyja a mi több száz lóerős kocsinkat, majd befordul a következő utcába és lehúzódik az út szélén található elektromos töltőállomáshoz.
Ebben a jelenetben az elektromos autók sajátosságai közül szinte mindegyiket megfigyelhetjük: gyakorlatilag zéró zajkibocsátás, azonnali nyomaték leadására képes motor, tölthető akkumulátor
Egy elektromos autó felépítése
Az elektromos gépjárművekben – ahogy azt nevük is mutatja – nincs folyékony (vagy légnemű) üzemanyag, s így nincs üzemanyagtartályuk, ennek következtében nincs kipufogójuk, hiszen az elektromotor működése nem jár gázkibocsátással sem. A nyomatékgörbe, mely a belső égésű motorok esetén egy fordított U alakra emlékeztet, az elektromos autók esetén az első 2-3000 leadott percenkénti fordulatszámig teljesen vízszintes, hiszen a nyomaték azonnal elérhető, s így lehetséges, hogy egy olyan négyüléses szedán, mint például a Tesla Model S, kevesebb, mint 3 másodperc alatt éri el a 100 kilométer per órás sebességet. Ezekkel a tényekkel szembesülve meglepő az elektromos autók már említett másfél százalékos piaci részesedése az Egyesült Államokban, hiszen ki ne akarna egy csöndes, környezetbarát, villámgyors családi autót venni? A választ a felvázolt közlekedési szituáció utolsó mozzanatában, a töltőállomáshoz való lehúzódásban érdemes keresni.
Az akkumulátor
Az, hogy az elektromos autókba nem kell üzemanyagot tölteni, annak köszönhető, hogy a motorukat hajtó energiát a hatalmas akkumulátoraikból nyerik, azonban – mint minden akkumulátor – ezek is lemerülnek, ha használják őket, s a feltöltésükhöz szükséges idő még a leggyorsabb töltőkkel is jóval meghaladja egy átlagos tankolással töltött benzinkúti kitérőjét. Hasonlóan a többi autóhoz, ahol magas fordulatszámnál az üzemanyag-fogyasztás nő meg, a már említett teljesítmény leadása az elektromos gépjárművek esetén is jelentősebb mértékben csökkenti az akkumulátor töltöttségét, s így a gyártók által közzétett „hatótávolság” dinamikusabb vezetés mellett akár a felére is csökkenhet.
Elérkeztünk tehát a téma kulcskérdéséhez: hogyan lehetne javítani az akkumulátorok töltési idején, vagy bővíteni az azok által tárolt energia nagyságán? Korunk feltalálói gőzerővel keresik a lehetséges válaszokat.
Az eredeti lítiumion akkumulátorok (melyeket pl. a legtöbb mobiltelefon, laptop, tablet, illetve maga a Tesla is használ) atyja, John Goodenough egy, a 2017-es év végén megjelent publikációjában arról számolt be, hogy az Egyesült Államokban, Texasban található austini egyetemen folytatott kutatásai során új technológiát sikerült kifejleszteniük. Ez az akkumulátor (amelyet a lent látható, a szabadalomból kiemelt ábra is illusztrál) szilárd elektrolitokra épül, így nagyobb teljesítményt tud leadni, extrém hidegben és melegben is működőképes, gyorsabban feltölthető, és az élettartama is hosszabb, mint a hagyományos, folyékony elektrolitos Li-ion akkumulátoroké. Ez az új, Goodenough nevével fémjelzett, egyelőre tömeggyártásba még nem került akkumulátortípus ígéretesnek tűnhet, de a tudományos világban vegyes fogadtatásra talált.
CN110679029 (A)
Egy másik lehetőség, ami szinte már utópisztikusnak hathat, az elektromos autókat töltő utak ötlete, amelyből egyet Svédországban már ki is építettek, a stockholmi Arlanda repülőtér és egy attól két kilométerre található telephely között. A konstrukcióhoz (ábra lent) kapcsolódó szabadalmakat a svéd Elways cég jegyzi. A svéd kormány húszezer kilométernyi autópályát tervez építeni a technológia felhasználásával, így elősegítve az elektromos autótulajdonosok mobilitását és csökkentve a töltésre fordítandó időt. Svédország világszinten is élen jár a villanyautók (illetve hibridek) piacán, 2020 elején ezen két gépjárműtípus eladásai alkották a svéd autópiaci értékesítések közel harminc százalékát.
További, kevésbé nagyszabású, de ugyanolyan hasznos fejlesztések is megjelentek az elektromos autóiparban, ilyen az akkumulátor töltése a fékezés közben elnyelt energiát felhasználva, a nagyobb teljesítményű töltőberendezések kialakítása, vagy további új töltőállomások kiépítése, a lehető legnagyobb mennyiségben. Az univerzális megoldás még várat magára, s épp ezért kiemelt fontosságú a szektor technológiai fejlődésének nyomon követése, amit az elmúlt tíz évben a szabadalmi bejelentések folyamatosan növekvő száma is tükröz. Ne ijedjen meg senki, a lenti ábrán a 2019-re és 2020-ra mutatott adatok azért tűnnek alacsonynak, mert a szabadalmi bejelentéseket az elsőbbségtől számított másfél év múlva teszik közzé, így ezekre az évekre még nem látható az összes szabadalmi bejelentés.
A szabadalmi bejelentések számának alakulása az elmúlt évtizedben
Az elektromos autók a jog tükrében
Térjünk vissza egy pillanatra Jedlik Ányoshoz. Radnai Béla Jedlik Ányos c. művében a következőket írja:
„Eötvös bámulattal hajt fejet a kielégíthetetlen kutatói kíváncsiság és Jedlik újítói hajlama előtt: „Kutatásainak kezdete rendesen a gyönyörködés volt egy vagy más olyan egyszerű jelenségen, melyet laboratóriumában, néha régi könyvek, máskor frissen érkezett folyóiratok utasítása nyomán létesíteni tudott. Törekvése azután az volt, hogy a jelenséget szebben, feltűnőbben és újabb változatokban állítsa elő. Mégis felszegi a fejét Eötvös, s mindehhez, ellenpontként a következőket fűzi hozzá: „Azzal, hogy ami neki új, másoknak is új, és a tudomány haladására fontos lehet, nem sokat törődött.”
Jedliket tehát a technika állása, mely fogalom a szabadalmi bejelentések egyik alapvető eleme, nem kifejezetten érdekelte. Keveset foglalkozott ezzel, hiszen a kíváncsiság, és a kreativitás volt számára a lényeg, és nem a találmányának jogi védelme. Jedlik után több, mint százötven évvel Elon Musk, a Tesla alapítója is hasonlóan gondolkozik a kérdésről: a feltaláló egy 2014-ben közzétett nyilatkozatában tett fogadalmat arra, hogy a Tesla szabadalom-portfóliójában található találmányok, megoldások jóhiszemű felhasználása esetén nem fog találmány-, vagy szabadalombitorlási pert indítani.
Azonban legtöbb esetben a jogaink érvényesítéséről való önkéntes lemondást nem ajánlott járható útnak tekinteni, hiszen Radnai Béla így folytatja:
„Ezt a mondatot olvasva óhatatlanul felmerül az emberben egy fizikatörténeti párhuzam: hasonlóan nyilatkozott Maxwell Cavendish-ről. Eötvös is írhatta volna Jedlikről, amit Maxwell írt Cavendish-ről: „Sokkal több gondot fordított vizsgálataira, mint a közlésre. Hogy kutatásai mennyire ismeretlenek maradtak a tudomány többi művelője számára, azt az elektromosság egész története mutatja.” A fizikatankönyvekből Cavendish neve ma már nem hiányzik. És Jedliké? „Amit nem tehetett meg a világ, mert nem tudott róla, tegyük azt meg legalább mi. Írjuk oda az ő nevét az ő alkotásaihoz.” Eötvös maga járt elöl jó példával: még Jedlik életében, 1880-ban saját akadémiai székfoglalójának középpontjába állította Jedlik feszültség-sokszorozóját.
Ennek működési elve: a feltöltéskor párhuzamosan kapcsolt kondenzátorokat kisütés előtt sorba kapcsoljuk.Jedlik mechanikus kapcsolási megoldását már túlhaladta az idő, magát az elvet magfizikai gyorsító berendezésekben ma is alkalmazzák – csak persze Jedlik nevének említése nélkül. Még leginkább Mach nevét szokták megemlíteni. Ferenczy Viktor találta meg Jedlik hagyatékában azt a levelet, melyben Mach érdeklődött Jedliktől a bécsi világkiállításon látott berendezés működése felől…”
Ez alapján már láthatjuk, hogy noha Magyarországon ismerjük Jedlik Ányos nevét, de nemzetközi viszonylatban hátráltatta tudományos megbecsültségét az, hogy ötleteit, megoldásait, találmányait akár más feltalálók is tudták szabadalmaztatni. Az öngerjesztés elvét, melyet ő írt le először, Siemens használta fel, s nevezte el dinamó-elvnek, mely kifejezés (és a találmány, a dinamó) azóta is a közbeszédben él.
Ami az elektromos autókat illeti, Elon Musk fogadalma rendkívül gáláns volt, de a Tesla így is rendszeresen részese szabadalmi pereknek, illetve azt se felejtsük el, hogy Nikola Tesla, akiről a cég a nevét kapta, korának egyik legzseniálisabb feltalálója volt, akinek több, mint kétszázötven szabadalom van a neve alatt. Az elektromosságról szinte lehetetlen beszélni a szerb fizikus említése nélkül, de ki tudja, hogy a szabadalmai nélkül a találmányai, valamint tudományos és kulturális hagyatéka mai minőségükben ugyanúgy fennmaradtak volna, vagy az ő emlékét is elnyelte volna a történelem.
A Nikola Teslát alakító David Bowie, illetve Hugh Jackman a Tökéletes trükk c. filmben
Az elektromos autók piaca a becslések szerint 2010 óta több, mint ötvenszeresére nőtt. Jóllehet Jedlik és Musk illusztris társaságnak tűnhet, de az észszerű döntés az, ha mégis időben megtesszük a szabadalmi bejelentést, hiszen a világunk dinamikusan fejlődik, és sosem tudhatjuk, találmányunk mekkora jelentőséggel bírhat a jövőben.
Utószóként idézzük fel Thomas Edison XIX. század végén elhangzott kijelentését:
„Olyan olcsóvá fogjuk tenni az elektromosságot, hogy csak a gazdagok fognak gyertyákat égetni.”
Szűk százötven évvel később, az elektromos autók elterjedése és azok árának csökkenése egy új értelmet kölcsönöz az idézetnek: Edison még viaszgyertyákra gondolt, mi már gyújtógyertyákra…
