водневе паливо

водень

Стрімко збільшується парк транспортних засобів, що використовують вуглеводневе паливо, з одного боку, не менш стрімкими темпами зменшуються запаси сирої нафти, обумовлюють активний пошук альтернативи палива на основі вуглеводнів.

Чи не забагато правди про водневому паливі

Критерії, яким має відповідати паливо майбутнього

Біологічне паливо, вироблене з рослинної сировини і використовується в деяких країнах, не може повністю замінити вуглеводневе паливо. Його частка в сучасному кількості палива для двигунів внутрішнього згоряння (далі по тексту ДВС) становить менше 1%.

Переклад автомобільного транспорту на використання електроенергії пов'язаний з певними труднощами і обмеженнями. Зокрема, пробіг електромобілів без підзарядки не може задовольнити навіть невимогливих автолюбителів. До того ж сучасна наука не в змозі забезпечити електромобілі малогабаритними і потужними акумуляторними батареями.

Використання гібридних двигунів дозволяє досить-таки істотно зменшити обсяги споживаного бензину, але не позбавляє повністю від його використання. Та й вартість автомобілів з такими силовими агрегатами не всім по кишені.

Введення в водневу енергетику і паливні елементи

Новий вид палива повинен відповідати багатьом вимогам:

1. Мати достатні за обсягом сировинні ресурси.
2. Його собівартість не повинна бути високою.
3. Сучасні ДВС повинні без доробок, або з їх мінімальною кількістю, працювати на новому паливі.
4. Викид шкідливих речовин працюючим двигуном повинен бути мінімальним.
5. енергетична корисність нового палива повинна бути вище існуючого.

Перераховувати вимоги можна і далі. Перебираючи всі відомі на сьогодні види палива, можна з упевненістю сказати, що найбільш підходящим буде водень.

Водневе паливо на автозаправці

Історія використання водню в якості палива

ідея використання водню як палива для ДВС не нова. Ще в 1806 році винахідник Франсуа Ісаак де Ріва запатентував у Франції перший двигун на водні. Але його винахід не отримало визнання і не мало успіху. З середини XIX століття в якості палива став широко використовуватися бензин. У блокадному Ленінграді, в умовах тотального дефіциту бензину, більше 600 автомобілів успішно працювали на водні. Після війни цей досвід був успішно забутий.

Повернутися до водневого палива і всерйоз зайнятися науковими дослідженнями в цій галузі змусив енергетична криза другої половини минулого століття. Причому такими розробками займалися вчені практично всіх розвинених країн.

Потрібно відзначити певні успіхи, досягнуті в цій галузі. Такі відомі виробники, як Honda, Toyota, Hyundaiі інші випускають свої моделі водневих автомобілів.

Варіанти використання водню як палива

Використовувати водень як паливо для автомобілів можна різними способами:

1. Використовуючи тільки сам водень.
2. Використовуючи його в суміші з іншими видами палива.
3. Застосування водню в паливних елементах.

Самий доступним методом виробництва водню є сьогодні електролітичний метод, при якому водень отримують з води, шляхом впливу сильного електричного струму, що виникає між різнополярними електродами. Сьогодні більше 90% видобутого водню виробляється з вуглеводневих газів.

Використання чистого водню для харчування ДВС давно випробувано. І не отримує широкого застосування, зокрема, з цілого ряду об'єктивних причин. А саме:

1. Великий енерговитратності сучасних методів отримання цього виду палива.
2. Необхідність створення і використання сверхгерметічних ємностей для зберігання отриманого водню.
3. Відсутність мережі станцій для заправки автомобілів воднем.

З додаткового обладнання для спалювання водню в ДВС автомобіля, встановлюється лише система харчування воднем і бак для його зберігання. Такий метод допускає використання в якості палива, як водню, так і бензину. Його використовують в своїх водневих автомобілях такі автогіганти як BMW і Mazda.

Можливе використання водню в суміші з традиційним вуглеводневим паливом. Використання такого методу обумовлено тими ж проблемами, що і метод роботи ДВС на чистому водні, і дає значну економію бензину або дизельного палива.

Але найкращим багато фахівців і автовиробники визнають автомобілі, що працюють з використанням паливних елементів. Не вдаючись в технічні подробиці цей процес можна описати як сполука водню і кисню в пристрої, званому паливним елементом, в результаті якого утворюється електричний струм, що подається на електродвигуни, що приводять автомобіль в рух. Побічним продуктом цього процесу є вода, яка у вигляді пари виводиться назовні. Такий метод активно використовують такі виробники автомобілів як Nissan, Toyota і Ford.

Переваги використання водневого палива. Найголовніше гідність водневих двигунів - це екологічність . Використання водню позбавить від величезної кількості всіляких шкідливих речовин, що потрапляють в навколишній простір у вигляді вихлопів при використанні вуглеводневих видів палива.

Привабливим в сьогоднішніх реаліях є той факт, що не втрачається можливість використання того ж бензину.

Відсутність складних і дорогих систем подачі палива також, безсумнівно, можна віднести до істотних переваг ДВС на водні перед традиційними.

Ну і, звичайно ж, не можна не сказати про значно більшому ККД водневого двигуна, в порівнянні з класичними варіантами ДВС.

Недоліки автомобілів на водневому паливі. До них можна віднести збільшення ваги автомобіля за рахунок установки водневого бака і іншого додаткового устаткування.

Досить-таки низька безпека при спалюванні чистого водню в ДВС. Дуже велика ймовірність його займання і навіть вибуху.

Дорожнеча паливних водневих елементів, на використання яких роблять упор багато автовиробників.

Недосконалість нинішніх ємностей для зберігання водню в автомобілі. До сих пір у вчених немає однозначної думки з приводу матеріалів, з яких необхідно робити автомобільні баки для водню.

Відсутність мережі станцій для заправки автомобілів воднем робить експлуатацію водневого автомобіля дуже скрутній.

Як працює технологія водордного палива в автомобілі

висновки

Незважаючи на істотні технічні проблеми і недоробки, використання в майбутньому водню як основного виду палива має багатообіцяючі перспективи . Альтернативи йому, по крайней мере, сьогодні, немає.