1. Як працює водневий двигун?
2. Водневі паливні елементи
3. Авто на водні

Першим розробником, який представив водневий двигун для автомобіля широкій публіці, був концерн «Тойота». Ще в 1997 році ними було презентовано позашляховик FCHV, який тоді так і не запустили в серійне виробництво .

Хорошою альтернативою бензину може стати водневий двигун

Сьогодні ведуть дослідження і інші компанії, серед них:

• Honda Motor,
• Volkswagen,
• General Motors,
• Daimler AG,
• Ford Motor,
• BMW і так далі.

Як працює водневий двигун?

Машини на водневому двигуні можна розділити на три групи:

• авто з двома енергоносіями, що володіє високоекономічним двигуном, який може працювати як на чистому водні, так і на суміші його з бензином . ККД такого двигуна 90-95%, тоді як дизельного - 50%, а бензинового - 35%. Такі автомобілі відповідають стандарту «Євро-4»;
• водневий автомобіль з вбудованим електродвигуном, який живить основний паливний елемент, встановлений на борту. Зараз створені авто з ККД вище 75%;
• звичайні автомобілі, що працюють на суміші або чистому водні. Вихлоп набагато чистіше, а ККД «підросте» приблизно на 20%.

Як працює водневий двигун? Виділяють 2 типу силових установок за принципом роботи:

• водневі двигуни внутрішнього згоряння. Використовується роторний двигун;
• силові установки на паливних водневих елементах - їх принцип роботи побудований на хімічній реакції. Корпус елемента має мембрану, котра проводить тільки протони і розділяє камери з електродами - анодом і катодом. В камеру анода підводять водень, в камеру катода підводять кисень. Електроди покривають шаром каталізатора, наприклад, це платина. Молекулярний водень втрачає електрони під впливом каталізатора. Протони через мембрану проводяться до катода, під впливом каталізатора в результаті з'єднання з електронами утворюється вода. З камери анода електрони йдуть в електричний ланцюг, яка приєднана до двигуна . Так утворюється струм для живлення мотора.

Переваги водневого двигуна:

• продукт горіння водню - вода. А значить, це найбільш екологічно чисте паливо;
• потужність, прийомистість і інші показники двигуна вище, ніж у стандартного - електроенергія забезпечує їх сповна;
• низький рівень шуму;
• простота обслуговування - не потрібна складна трансмісія, а труться деталей менше;
• низька собівартість експлуатації транспорту ;
• меншу витрату палива і велика швидкість заправки;
• вищий запас ходу;
• водень має великий потенціал в якості альтернативного виду палива, так як він може бути отриманий з різних джерел, в тому числі сонячної енергії або вітру;
• основна сировина - вода - безкоштовне.

Недоліки водневого двигуна:

• Використання паливних елементів в звичайному двигуні загрожує пожежею або вибухом через його пристрою.
• Вартість їх також дуже висока.
• Вага автомобіля збільшується в результаті використання перетворювачів струму і потужних акумуляторів.
• Процес отримання з води водню поки теж недешевий, як і транспортування нового палива.
• Прогнозуються і екологічні проблеми - збільшення в атмосфері кількості водню може згубно позначитися на озоновому шарі Землі.
• виробництво акумуляторів - також шкідливий для навколишнього середовища процес.
• Однією з проблем транспортних засобів на водні є висока вартість платини, необхідної для хімічної реакції в двигуні.
• Відсутність водневих заправних станцій робить водневі автомобілі неконкурентоспроможними в порівнянні зі звичайними автомобілями.
• Чи не вирішене питання про зберігання. На сьогоднішній день пропонується зберігати в зрідженому вигляді або під високим тиском, але дослідження тривають.

Водневі паливні елементи

У різні роки водневі паливні елементи використовувалися:

• для тракторів,
• локомотивів,
• підводних човнів,
• вертольотів,
• в автомобілі для гольфу,
• на мотоциклі.

Для автомобілів з водневим двигуном і автобусів використовуються елементи на протонно-обмінної мембрані (PEM), вони компактні і мало важать.

Авто на водні

• Тойота, приручити водень, - Fuel Cell Sedan - це комфорт і місткість стандартної моделі. Для того щоб збільшити простір в салоні і багажнику, стислі резервуари водню розташовані в підлозі автомобіля. Призначена машина для п'яти пасажирів, ціна складе 67500 $.
• Технології космосу в звичайному житті. BMW Hydrogen 7 вже довів свої можливості на практиці, порядку ста автомобілів BMW Hydrogen 7 були тестовані видатними діячами культури, політики, бізнесу та засобів масової інформації. Досвід випробування в реальних умовах показав, що перехід на водень повністю сумісний з комфортом, динамікою і безпекою, які ви могли б очікувати від BMW. Авто можна перемикати з одного виду палива на інший. Максимальна швидкість 229 км / ч.
• Генератор енергії Honda FCX Clarity. За словами розробників, можна підключити до трансформатора і забезпечувати електрикою всі побутові прилади. Баки з воднем знаходяться під задніми сидіннями, а після повної заправки палива їй вистачить на 500 км. Ціна від 62807 $.
• Частина автобусів MAN працює на водні.

Водневі двигуни майбутнього

• Нове співробітництво в автомобільному секторі почали General Motors (GM) і Honda Motor. Обидві компанії планують спільно розробляти водневі паливні елементи протягом наступних семи років. Обмін ноу-хау допоможе знизити витрати на технології і робить основною метою реагування на збільшення обсягу глобальних вимог, що пред'являються до скорочення викидів, стандарт «Євро-4» має суворі рамки.
• Силова установка автомобіля може послужити і електростанцією для будинку, забезпечуючи його енергією протягом 5 днів.
• Кожен виробник найближчим часом розраховує продавати мінімум тисячу екокарів за рік, очікувана ціна 97000 $.
• До 2050 року водень як джерело палива покриє третину виробленої енергії.

А ось Ілон Маск (глава SpaceX і Tesla) до нового палива ставиться вкрай критично, вважаючи його створення маркетинговим ходом. Маск заявив, що використання технологій не вирішить реальних транспортних проблем і що в літій-іонних батареях щільність зберігання енергії перевищує всі водневі розробки. А як думаєте ви?