Використання водневих двигунів, плюси і мінуси . GRIDDER

21.09.2015

Використання водневих двигунів — плюси і мінуси

На звання кращого альтернативного палива вже давно серйозно претендує водень. Його використання в якості тяглової сили здається ідеальним варіантом. Але набір складнощів реалізації водневого агрегату не дає можливості різкого масового впровадження. Однак, останнім часом намітилася позитивна тенденція в розробках. Японські автомобільні концерни Honda і Hyundai представили успішні концепт-кари на водневої тязі, які мають всі шанси стати на конвеєр. Підтримали своїх колег і німецькі розробники BMW. Вони випустили прототип з водневим двигуном, який пройде обкатку на дорогах США. У широкий тираж подібне авто планують запустити через 15 років. Чим же приваблює виробників цей вид палива? Що штовхає їх на дорогі розробки і дослідження?

Плюси і мінуси

Водень може виявитися єдиним відновлюваним джерелом енергії. Продукт розпаду такого паливного елемента складається з води і тепла. Самий вдалий спосіб отримання водню це електроліз – пропускання електричного заряду через воду. Ось і виходить, що можливо створити такий агрегат, продуктом згоряння якого виявиться ресурс для створення самого палива. Якщо додати до цього екологічно чисті матеріали розпаду, то картина малюється дуже райдужних тонах. Вже створені автомобілі, оснащені водневими двигунами, здатні розвивати швидкість понад 200 км/год. Розробники називають різні плановані дистанції, які подібні автомобілі зможуть проїхати на одній заправці рідким воднем. І ці цифри дуже приємні: від 200 км до 700 км.

Використання водневих двигунів, плюси і мінуси . GRIDDER

Але мінуси здаються не менш вражаючими. У процесі згоряння виділяється тепло, яке і є енергетичною втратою. Отже, про повне поновлення палива мови не йде. Ще більше пригнічує той факт, що для електролізу води потрібна велика кількість електроенергії. Повний цикл виробництва і споживання водневого палива може виявитися фінансово обґрунтованим. Деякі вчені назвали утопією перехід на електромобілі, так як на Землі не вистачить ресурсу забезпечити їх необхідною енергією. Таку ж аналогію можна провести і з потоковим виробництвом водню.

Використання водневих двигунів, плюси і мінуси . GRIDDER

Не на користь экотоплива і його вибухонебезпечність. Вплив з повітрям або киснем може призвести до згубних наслідків. Виробники повинні пристойно збільшити критерії безпеки автомобілів. А маркетологи скептично оцінюють свої шанси успішної розкрутки «вибухонебезпечних» авто.

Водневе паливо можна використовувати в звичайних двигунах внутрішнього згоряння. Однак і ця опція несе з собою неприємні нюанси: зниження ККД і швидкий знос деталей. І хоча при деяких конструкторських втручаннях ККД можна істотно підвищити, варіант з використанням водню в стандартному двигуні внутрішнього згоряння не здається вдалим.

Досить вибагливо паливо в зберіганні і транспортуванні, що доставляє незручність і споживача і постачальника чистого пального. Варто ще відзначити величезну організаційну проблему. Інфраструктура водневих заправок – дорогий і багатошаровий проект. Крім серйозних економічних ресурсів підґрунтям успішного розвитку повинні стати міжнаціональні домовленості. Тільки спільно буде можливість втілити в життя це екологічно вигідну захід.

Варіанти реалізації

Поки існує дві реалізації водневого двигуна. Перший варіант описаний вище. Це використання двигунів внутрішнього згоряння газового напряму з деякою підстроюванням. Такі агрегати прямі родичі двигунів, що працюють на пропані. Така фінансово прийнятна технологія сприяла розробці широкого спектру подібних моделей.

Більш дорогий варіант – використання водневих паливних елементів. Це симпатичний симбіоз воднево-електричного приводу. Такий елемент являє собою електрохімічний генератор, в якому виробляється тягова сила. В апарат подається водень і кисень, які, вступаючи в хімічну реакцію, на виході дають пару та електроенергію. Виробництво водневого паливного елемента досить витратна процедура. Крім дорогої конструктивної реалізації в самому авто, важливим елементом пристосування є платина. Однак розробники запевняють, що вартість технології буде неухильно знижуватися. А вчені Великобританії вже зараз почали експерименти із заміни дорогої платини на рідкий розчин солей металу.

Є ще один цікавий метод застосування водню в двигунах. Дорогий газ пропонується використовувати як добавку до поширених видів пального, покращуючи характеристики роботи. Такі суміші досить широко застосовуються на важкій техніці. ККД трудових машин зростає, а робота їх двигунів стає чистішим. Досить вдало експлуатують суміш водню і природного газу.

Перспективи і надії

Спеціалізована лабораторія, що базується в США, підрахувала приблизний середній річний витрата легкового автомобіля на водневому двигуні. Вони прийшли до думки, що на пробіг близько 20 000 км споживачеві знадобитися десь 200 кг водню. Отже, денна норма витрати чистого пального повинна становити 0.5 кг, що еквівалентно майже 2 літрів бензину. Таке співвідношення грає на користь водню, не дивлячись на його відносну дорожнечу. А компанія Honda вже тестує домашні заправні водневі станції, що допоможе у подальшому спростити процес заправки.

Вже зараз різні муніципальні управління закуповують громадські автобуси, які можуть працювати на водневому паливі. Свідомі чиновники виявляють бажання трохи допомогти диханню забруднених мегаполісів. У США вартість на водневі паливні елементи регулюються на державному рівні.

Факт безперервних вкладень грошових і інтелектуальних ресурсів автомобільними концернами в технологію водневого двигуна говорить про те, що ці компанії впевнені в перспективі і рентабельності даного підходу.

Звичайно, екологічно чисте водневе паливо повністю не витіснить своїх конкурентів, але вчені успішно вирішують негативні нюанси, щоб область його використання була як можна ширше. Така технологія повинна зайняти свою нішу на ринку пального, побічно роблячи нашу планету чистішою.

Короткий опис статті: водневий двигун Техноблог, Gridder, Гриддэр

Джерело: Використання водневих двигунів — плюси і мінуси :: GRIDDER

Також ви можете прочитати