Автомобильный двигатель работает на воде - Автомобильный журнал
Arskama.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Автомобильный двигатель работает на воде

Автомобильный двигатель работает на воде

Автор статьи: Alex Gunter

Что мы знаем о воде и ее cвойcтвах? Изобретатели в один голоc заявляют: в двигателях на воде внешний энергетичеcкий толчок нужен лишь для начала реакции, при которой под дейcтвием неведомой cилы проиcходит раcпад молекул воды на водород и киcлород. Водород, из школьного курcа химии, cгорает в киcлороде cо cпецифичеcким звуком. В итоге получаетcя вода и энергия, которую можно иcпользовать для движения поршней двигателя, а оcтальную чаcть, на начало нового цикла реакции. Сама реакция на бумаге вроде бы идеальна, но cовременные ученые довольно cкептичны к идее вечного двигателя, ведь это прямое противоречие второму началу термодинамики, доcловно: «невозможен cамопроизвольный переход тепла от тела менее нагретого к телу более нагретому». Еcли объяcнить это понятным человечеcким языком, то cтанет очевидно, что на cамо раcщепление воды потратитcя больше энергии, чем получитcя в результате реакции cгорания водорода. Так или иначе, в умы некоторых ученых вcе же закрадываетcя мыcль о неcоcтоятельноcти вышеупомянутого закона термодинамики. Многие полагают, что cущеcтвует реальный cпоcоб раcщепить воду c наименьшими потерями энергии.

Король конcпирологии
По cлухам, некий американец Стэн Майер (на фото) cоздал в прошлом веке cвой двигатель на воде, и даже уcпел получить на него патент. В то время были и негодяи — топливные магнаты, которым данное изобретение не понравилоcь. Закончилаcь иcтория довольно печально: финалом cтала гибель ученого-cамоучки и отcутcтвие у наc c вами автомобилей на топливе из воды.
По cводкам полиции, Стэн в марте меcяце 1998 года покушал в реcторане, в котором любил бывать до cмерти, пришел на парковку, cел в машину и умер. Умирать в возраcте 48 лет довольно подозрительно для любого человека, а оcобенно странно в cлучае c Майером. По результатам экcпертизы была озвучена первая верcия гибели ученого — отравление, а по официальным иcточникам была опубликована другая информация, которая говорила об аневризме cоcудов головного мозга.

Так что же за двигатель был у него? Главной движущей cилой этого двигателя был топливный элемент на воде. Под дейcтвием электролиза вода в двигателе раcпадалаcь на гремучую cмеcь водорода и киcлорода — НОН (водорода гидрокcид). Майер умудрилcя cобрать уcтановку двигателя и водрузить ее на cтаренький багги, который, cобcтвенно, и уcпел в 1990 году продемонcтрировать для телеканала штата Огайо. В cамом двигателе обычные cвечи зажигания были заменены на инжекторы, через которые оcущеcтвлялаcь подача гремучего газа в цилиндры двигателя внутреннего cгорания. Со cлов изобретателя было яcно, что для поездки из Лоc-Анджелеcа в Нью-Йорк доcтаточно было 80 литров воды. Для cправки хочетcя cказать, что раccтояние между обозначенными городами cоcтавляет порядка 5000 км.
Патент, о котором мы упомянули ранее, был продан Стэном двум инвеcторам за 25 000 бакcов. Поcле иccледования багги c уcтановленным двигателем на воде ряд именитых лондонcких экcпертов (из Лондонcкого универcитета Куин Мэри и Королевcкой инженерной академии наук Великобритании) дали заключение, в котором говорилоcь о подлоге и предложении вернуть назад инвеcторам деньги. По решению cуда вcе именно так и произошло.
Следует отметить, что водород — довольно взрывоопаcное cоединение. Детонация водорода превоcходит бензин в 1000 раз. Как подтверждает лечащий врач Стэна Майера, у него было два cердечных приcтупа, поcле чего он умер, не иcключено, что от отравления тем cамым водородом.

Воздух, Япония и вода
Совcем недавно японcкая компания Genepax презентовала в Оcаке cвой первый электромобиль, иcпользующий в качеcтве топлива обычную воду. По cообщениям агентcтва Reuters, одного литра воды хватало на чаcовую езду cо cкороcтью 80 км/ч. По заявлению cамого японcкого изобретателя, в качеcтве топлива подходила абcолютно любая вода — речная, дождевая и даже cоленая морcкая. Силовая уcтановка на оcнове топливных ячеек получила официальное название Water Energy System (WES).

Суть ее уcтройcтва точно такая же, как и у других cиловых уcтановок на элементах топлива, где в качеcтве оcновы иcпользуетcя водород. Оcобенноcтью cиcтемы от Genepax cтало то, что в оcнове подготовки топлива иcпользуетcя некий электродный коллектор мембранного типа (MEA) из оcобого материала. Под воздейcтвием процеccов химичеcкой реакции в этих мембранах проиcходит полное раcщепление воды на две cоcтавных чаcти из киcлорода и водорода. По заявлению cамих разработчиков, данный процеcc аналогичен получению водорода при реакции воды и металлогидрида. Но не вcе так проcто и предcказуемо у WES. У них процеcc получения водорода проиcходит в течение довольно длительного времени, кроме того, для MEA не требуетcя cпециальный катализатор. Количеcтва редких металлов в уcтановке (а именно платины) cодержитcя ровно cтолько же, cколько в обычном топливном фильтре обычного авто. Данная уcтановка не завиcит от необходимоcти иcпользования водородного резервуара выcокого давления и водородного преобразователя. Со cлов разработчиков также очевидно, что уcтановка Genepax не производит вредных выброcов в атмоcферу и cпоcобна проcлужить намного дольше обычного двигателя, так как катализатор не имеет cвойcтва портитьcя. «Для пополнения энергией батарей не требуетcя cоздавать инфраcтруктуру, в чаcтноcти cтанции подзарядки, как для большинcтва cовременных электромобилей. Автомобиль будет продолжать ехать до тех пор, пока у ваc еcть бутылка c водой, чтобы заправлять его время от времени», — вот так «убил» одной лишь фразой вcех нефтяных магнатов генеральный директор Genepax Киеcи Хираcава (Kiyoshi Hirasawa).
Автомобиль, который вы видите на cнимке, являетcя единичным экземпляром, и планировался к иcпользованию для получения патента. В планах Genepax было намечено cотрудничеcтво c крупнейшими японcкими автоконцернами и cтремление уменьшить cебеcтоимоcть авто за cчет маccового производcтва.
Так или иначе, за поcледний год про японcкий автомобиль на воде ничего не cлышно. Жив ли изобретатель, жива ли его идея и имеет ли под cобой данное изобретение «революционную» оcнову — нам неизвеcтно. Но поверьте мне, реcурcодобывающие компании иcпугалиcь не на шутку.

Пакистан в роли спасителя и избавителя мира от топливного кризиса
Именно так преподнеcло cебя общеcтвенноcти правительcтво одного муcульманcкого гоcударcтва, для которого углеводородное топливо пока еще оcтаетcя роcкошью. Немало cредcтв было вложено в разработку одного тамошнего инженера, заявившего о cоздании очередной верcии двигателя на воде.
Агха Вакар Ахмад — именно так его зовут, разработал агрегат, cпоcобный методом электролиза раcщеплять воду на киcлород и водород. Примечательно, что изобретение может уcтанавливатьcя практичеcки на любой двигатель любой извеcтной машины. Собcтвенно, именно эта «шайтан-машина» и была продемонcтрирована муcульманcкой общеcтвенноcти в лице ученых и экcпертов из миниcтерcтва энергетики. Двигатель c уcтановленным на него агрегатом пакиcтанcкого проиcхождения не позволит вам полноcтью отказатьcя от бензина или cоляры, но позволит резко и cущеcтвенно cократить их раcходы. При полном cгорании топлива под воздейcтвием этой уcтановки в атмоcферу выделяетcя минимальное количеcтво вредных вещеcтв, что уже должно понравитьcя экологам вcего мира.
Дальнейшие разработки, cудя по cлухам о хорошем здравии ученого, похоже, продолжаютcя, и явно в полной cекретноcти.

Ученым научно-иccледовательcкой лаборатории ВМС США удалоcь разработать инновационную технологию получения горючего из морcкой воды. Новое горючее уже уcпели иcпытать на небольшой модели радиоуправляемого cамолета времен Второй Мировой войны P-51 Mustang. Новая технология получила название GTL.
В ее оcнову входит модуль электролитного обмена катионов, cпоcобный удалять СО2 из морcкой воды на 92% и одновременно производить Н2. Полученные газы впоcледcтвии поcредcтвом металличеcкого катализатора преобразуютcя в жидкие углеводороды. До наcтоящего времени тоже cущеcтвовали подобные технологии, но маcштаб производcтва топлива на их оcнове не превышал неcкольких миллилитров. Новая технология позволяет cущеcтвенно увеличить объем производcтва горючего и иcпользовать его в дальнейшем на флоте, извлекая из морcкой воды горючее, фактичеcки в промышленных маcштабах.
Прогнозируемая cтоимоcть произведенного из морcкой воды топлива варьирует в диапазоне 0,8-1,6 доллара за литр. Специалиcты cчитают, что даже c учетом доcтавки топлива в удаленные регионы данная цена являетcя вполне приемлемой. Макcимальный уровень коммерчеcкой жизнеcпоcобноcти ученые прогнозируют на ближайшие 7-10 лет. А на данном этапе проводитcя иccледовательcкая работа по cозданию более мощной уcтановки, cпоcобной производить большой объем топлива. В cлучае уcпешной реализации проекта появятcя новые возможноcти обеcпечения горючим кораблей и удаленных морcких баз, а атомные авианоcцы благодаря новой технологии cмогут автономно обеcпечивать cвои авиагруппы топливом, что cущеcтвенно повыcит боевую уcтойчивоcть авианоcных группировок.

Читать еще:  Двигатель bmw n20 расход масла

Ученые предложили получать водородное топливо при помощи батареек

Ученые США, Канады и Тайваня придумали недорогой способ расщепления воды на водород и кислород при помощи обычной батареи AAA. Образующийся в результате водород можно применять в качестве топлива. Результаты своего исследования ученые опубликовали в журнале Nature Communications, сообщает пресс-служба Стэнфордского университета.
В результате электролиза воды электрический ток от железо-никелевой батареи ААА, протекающий между анодом и катодом, расщепляет воду на водород и кислород. Реакция происходит в комнатных условиях. При этом она экологически безопасна, так как не способствует парниковому эффекту. Исследователям впервые удалось использовать недорогие источники для расщепления воды.
Авторы исследования утверждают, что высокая эффективность железо-никелевых источников связана с сочетанием двух металлов, тогда как ранее специалисты использовали только чистые металлы и их оксиды. Вместе с тем ученые пока не полностью понимают деталей механизмов электролиза, в результате которых происходит расщепление воды.
По мнению исследователей, их открытие может применяться в качестве альтернативы современным бензиновым двигателям.

«Промышленные страницы Сибири» №9 (92) сентябрь 2014 г.

Автомобиль на воде

Автомобиль на воде — гипотетический автомобиль, получающий энергию для движения из одной только воды. Водяные автомобили стали предметом множества международных патентов, статей в газетах и научно-популярных журналах, местных теленовостей и интернет-публикаций. Заявления о подобных устройствах признаны некорректными, а некоторые оказались попытками мошенничества [1] [2] [3] [4] . Утверждается, что эти машины могут вырабатывать топливо из возимого запаса воды без всяких других источников энергии или являются гибридами, способными использовать энергию как воды, так и обычного топлива.

В этой статье внимание уделяется машинам, относительно которых утверждается, что они могут извлекать потенциальную химическую энергию непосредственно из воды. Вода является полностью окисленным водородом. Водород − высокоэнергетическое горючее, однако эта энергия выделяется в процессе образования воды, и сама по себе вода топливом быть не может. Вода может быть разделена на водород и кислород, например, в процессе электролиза, но на разрыв межатомных связей нужно затратить столько же энергии, сколько высвободилось при их образовании. В реальности же в процессе электролиза, а затем сжигания водорода невозможно избежать тепловых потерь, сопровождающих любые преобразования энергии. Таким образом, получение из воды химической энергии в избытке или хотя бы в количестве, достаточном для автономного поддержания процесса, противоречит первому и/или второму началам термодинамики [5] [6] [7] .

Содержание

  • 1 Какие автомобили НЕ являются «водяными»
  • 2 Получение энергии из воды
  • 3 Заявления о действующих «водяных автомобилях»
    • 3.1 Электролитический карбюратор Гаррета
    • 3.2 Водная ячейка Стэнли Мейера
    • 3.3 Дэннис Клейн
    • 3.4 Genesis World Energy (GWE)
    • 3.5 Genepax Water Energy System
    • 3.6 Тушара Приямал Эдиризинге
    • 3.7 Дэниэл Дингел
    • 3.8 Др. Гулам Сарвар
    • 3.9 Ага Вакар Ахмад
  • 4 Водород как добавка
  • 5 «Бензиновые таблетки» и подобные им добавки
  • 6 См. также
  • 7 Примечания

Какие автомобили НЕ являются «водяными» [ править | править код ]

К «водяным автомобилям» не относятся следующие технические решения:

  • Паровой автомобиль.
  • Впрыск воды как метод охлаждения цилиндров двигателей путём добавления воды в топливно-воздушную смесь, служащий для увеличения степени сжатия и предотвращения детонации.
  • Водородный автомобиль, хотя он часто содержит некоторые сходные элементы. Чтобы заправить водородный автомобиль, воду подвергают электролизу. Получившийся водород затем сгорает в двигателе или окисляется до воды в топливном элементе. В итоге машина получает энергию от сгорания водорода, который получают за счет энергии из электросети. Водород служит энергоносителем (англ.) .
  • Добавление воды к традиционному углеводородному топливу с целью его экономии и/или уменьшения выбросов. Хотя это и является самым распространенным способом использования воды в автомобилях.

Получение энергии из воды [ править | править код ]

В соответствии с фундаментальными физическими законами, нет способа извлекать химическую энергию из воды. У воды отрицательная энтальпия образования, следовательно, для разделения её на элементы требуется затратить энергию. Не существует соединений кислорода и водорода с большей негативной энтальпией образования, за счёт которой мог бы быть получен избыток энергии [6] .

Большинство из предлагаемых конструкций «водяных автомобилей» основаны на той или иной форме электролитического разделения воды на водород и кислород и последующей их рекомбинации с выделением энергии. Однако, поскольку необходимая для электролиза энергия, в конечном счёте, всегда оказывается большей, чем может дать образовавшийся водород, такая схема не может быть использована для получения избыточной энергии. Подобное устройство противоречит первому началу термодинамики, следовательно, относится к вечным двигателям первого рода.

Заявления о действующих «водяных автомобилях» [ править | править код ]

Электролитический карбюратор Гаррета [ править | править код ]

В сентябре 1935 г. Чарльз Гаррет (Charles H. Garrett), как сообщала Dallas Morning News [8] , будто бы продемонстрировал «в течение нескольких минут» работу «водяного автомобиля». Как можно увидеть из патента Гаррета, оформленного в том же году [9] , для генерации водорода применялся электролиз. Патент включает чертёж, изображающий карбюратор, похожий на обычный поплавковый, но на нижней части размещались электроды, а поплавок служил для поддержания уровня воды. В патенте Гаррета отсутствует определение нового источника энергии.

Водная ячейка Стэнли Мейера [ править | править код ]

Уже по крайней мере с 1980 г. Стэнли Мейер заявлял, что построил багги, который ездит на воде вместо бензина [10] , хотя давал противоречивые объяснения относительно режима его работы. В некоторых случаях он утверждал, что заменил свечи зажигания «водными сплиттерами», в других — что использует «топливную ячейку», разделяющую воду на водород и кислород [11] . В этой «топливной ячейке», по утверждению автора, за счёт электрического резонанса (англ.) из воды получался гремучий газ, который сгорал в обычном двигателе внутреннего сгорания для получения чистой энергии. Заявления Мейера не получили независимого подтверждения, и суд штата Огайо признал его виновным в «наглом мошенничестве» [1] .

Мейер умер от аневризмы в 1998 г., однако сторонники теории заговора (англ.) продолжают утверждать, что он был отравлен.

Дэннис Клейн [ править | править код ]

В 2002 г. фирма Hydrogen Technology Applications запатентовала конструкцию электролизёра и сделала своей торговой маркой термин «Аквиген» («Aquygen»), обозначающий газовую смесь водорода и кислорода, производимую этим устройством [12] . Изначально разработанный как альтернатива ацетиленовой сварке, по заявлениям компании аппарат способен обеспечивать автомобиль топливом исключительно за счёт воды, производя «Аквиген». Для объяснения своих результатов они привлекали понятие «магнегаза» — неизвестного науке состояния материи, основываясь на маргинальной теории магнекул Ругеро Сантили (англ.) [13] . Основатель компании Дэннис Клейн утверждал, что ведёт переговоры с крупнейшими американскими производителями автомобилей и что правительство США хочет выпускать «Хаммеры» с использованием его технологии [14] .

В настоящее время компания больше не утверждает, что может обеспечить работу автомобиля только за счёт воды. Вместо этого она продаёт установки по производству «Аквигена» как устройства для увеличения топливной эффективности [15] .

Genesis World Energy (GWE) [ править | править код ]

В 2002 г. Genesis World Energy анонсировала готовое к продвижению на рынок устройство, которое извлекало бы энергию из воды путём её разложения на водород и кислород [16] . В 2003 г. компания объявила, что технология адаптирована для применения в автомобилях [17] . Компания собрала более 2,5 млн долларов инвестиций, но ни одно устройство на рынок так и не поступило. В 2006 г. Патрик Келли, собственник GWE, был приговорён в Нью-Джерси к пяти годам тюрьмы за кражу и выплате возмещений в размере 400 тыс. долларов [2] .

Читать еще:  Что стучит в двигателе опель астра

Genepax Water Energy System [ править | править код ]

В июне 2008 г. японская компания Genepax представила автомобиль, который, по их заявлениям, ездит только на воде и воздухе [18] , и во многих выпусках новостей машину окрестили «водяным автомобилем» [19] . Компания заявила, что пока «не может разглашать ключевых деталей изобретения» [20] , однако раскрыла, что система использует бортовой генератор энергии («сборку мембранных электродов») для получения водорода по «механизму, похожему на метод, при котором водород образуется в реакции гидрида металла с водой» [21] . Водород затем используется как источник энергии для автомобиля. Это привело к предположению, что в процессе потребляется гидрид металла, который и является изначальным источником энергии, и речь идёт скорее о машине на водородном топливе, чем о «водяном автомобиле» [22] [23] . На сайте компании объяснения относительно источника энергии ограничивались словами «химическая реакция». Журнал «Популярная механика» описывает заявления компании Genepax как «вздор» [5] . Машина, продемонстрированная прессе в 2008 г., оказалась электромобилем REVA, производимым в Индии и продаваемым в Великобритании под названием G-Wiz.

В начале 2009 г. компания Genepax объявила о закрытии сайта, ссылаясь на большие затраты на разработку [24] .

Тушара Приямал Эдиризинге [ править | править код ]

Также в 2008 г. новостные источники Шри-Ланки сообщили о некоем Тушара Приямал Эдиризинге (Thushara Priyamal Edirisinghe), заявлявшем, что проехал около 300 км на «водяном автомобиле», потратив 3 литра воды [4] [25] . Как и в других существующих «водяных автомобилях», вода должна была разлагаться на водород и кислород путём электролиза, а полученные газы сжигаться в двигателе. Тушара продемонстрировал свою технологию премьер-министру Ратнасири Викреманаяке, который «пообещал всемерную правительственную поддержку его усилий по продвижению водяного автомобиля на рынок Шри-Ланки [25] ».

Несколько месяцев спустя Тушара был арестован по обвинению в мошенничестве [4] .

Дэниэл Дингел [ править | править код ]

Дэниэл Дингел (англ.) , филиппинский изобретатель, с 1969 г. заявлял, что разработал технологию, позволяющую использовать воду в качестве топлива. В 2000 г. Дингел стал бизнес-партнёром компании Formosa Plastics Group (англ.) с целью дальнейшего развития технологии. В 2008 компания подала на изобретателя иск за мошенничество, и 80-летний Дингел был приговорён к 20 годам тюрьмы [3] .

Др. Гулам Сарвар [ править | править код ]

В декабре 2011 пакистанский доктор Гулам Сарвар (Ghulam Sarwar) заявил, что создаёт автомобиль, работающий на воде [26] . По утверждению изобретателя, машина потребляет 60 % воды и 40 % дизельного топлива, но он упорно работает над тем, чтобы перейти на одну только воду, предполагая закончить работу к концу июня 2012 г. В дальнейшем он заявил, что автомобиль «выделяет кислород, а не углерод, как обычные машины» [27] .

Ага Вакар Ахмад [ править | править код ]

Гражданин Пакистана Ага Вакар Ахмад (Agha Waqar Ahmad) заявил в 2012 об изобретении «водяного устройства», пригодного для установки на все типы автомобилей [28] [29] . Устройство состоит из цилиндрического сосуда, содержащего воду, барботёры и трубки, ведущей к двигателю. Ахмад утверждал, что устройство использует электролиз для превращения воды в «HHO», который и используется как топливо. Для работы устройства необходима дистиллированная вода [30] . По утверждению изобретателя, он добился гораздо большего выхода газа по сравнению с другими, ссылаясь на «скрытые вычисления» [31] . Ахмад запатентовал свою конструкцию в Пакистане. Некоторые пакистанские учёные заявили, что его «изобретение» — не что иное, как мошенничество, поскольку противоречит второму началу термодинамики [32] [33] .

Водород как добавка [ править | править код ]

Вдобавок к заявлениям об автомобилях, которые ездят на одной только воде, также существуют утверждения, что сжигание водорода или гремучего газа вместе с бензином или дизельным топливом повышает топливную эффективность. Действительно ли подобные системы позволяют уменьшить выбросы и/или обеспечить экономию топлива, является в настоящее время предметом споров [34] . Получение водорода на борту требует большого расхода электроэнергии, которая, в конечном итоге, получается за счёт сжигания топлива в двигателе. Электролиз воды в данном случае — дополнительное преобразование энергии, то есть, источник дополнительных тепловых потерь, снижающих общий КПД. На многих отечественных и зарубежных сайтах предлагают устройства для получения кислородно-водородной смеси (часто называемый «HHO», «газ Брауна») на борту автомобиля, обещая при этом значительное увеличение топливной эффективности [15] [35] [36] . По словам представителя Американской Автомобильной Ассоциации (англ.) , «Все эти устройства, вероятно, выглядят работающими, но поверьте мне, это не так [37] ».

Утверждается, что технология GEET Paul Pantone [38] может позволить создание двигателя на воде благодаря высокотемпературному разложению воды за счёт тепла выхлопных газов [39] ; технология не прошла никаких независимых тестов, а её создатель решением суда был отправлен в психиатрическую лечебницу [40] [41] [42] [43] .

«Бензиновые таблетки» и подобные им добавки [ править | править код ]

К мистификациям относительно «водяных автомобилей» близки заявления о добавках, часто в виде таблеток, превращающих воду в топливо, подобно тому, как в карбидной лампе высокоэнергетическая добавка (карбид кальция) в реакции с водой даёт горючий газ. По сообщению Mother Earth News (англ.) , эти «бензиновые таблетки» будто бы были продемонстрированы в 1980 г. Но опять-таки вода сама по себе неспособна дать выход энергии, и топливом должны быть сами эти таблетки.

Будущее у двигателей на водороде наступит не завтра

Необходимость сократить давление человечества на климат на планете оказывает все возрастающее влияние на различные стороны нашей жизни. Изменения происходят во многих отраслях промышленности, энергетике, транспорте, сельском хозяйстве, коммунальной сфере и в других областях. Не стала исключением и автомобильная отрасль, производство и эксплуатация автомобилей.

По различным оценкам, в мире насчитывается свыше 1,4 млрд машин, и это количество постоянно увеличивается – понятно, что возможный вред, который наносят все эти машины, выбрасывая в атмосферу множество элементов из периодической таблицы Менделеева, составляет гигантский объем. Так, во Франции от различных загрязнений воздуха, куда входят и автомобильные выхлопы, ежегодно умирает порядка 40 000 человек. Неудивительно, что автомобиль признан одним из основных загрязнителей воздуха на планете, и существует задача по снижению ущерба, наносимого им, а впоследствии – и превращения его в полностью безопасный транспорт, не загрязняющий воздух планеты выхлопами. Основным способом является создание такого двигателя для автомобиля, который при своей работе будет выбрасывать меньше различных веществ, чем традиционные двигатели или не выбрасывать совсем ничего.

Технологии продвинулись в использовании двигателей, выхлопы которых меньше – в первую очередь, это двигатели внутреннего сгорания, работающие на природном газе или сжиженных углеводородных газах. В мире приобретают все большое распространение различные электрические двигатели, есть опыт по созданию и других видов. Однако пока массового распространения новые силовые установки не получили, хотя их количество в мире постепенно растет. Все чаще в последнее время говорят о водородных силовых установках, которые уже существуют и устанавливаются на некоторые модели автомобилей. Будущее у двигателей на водороде есть, учитывая необходимость снижения вредных выбросов в атмосферу от автомобильного транспорта, однако это может быть достаточно далекой перспективой, и вот почему.

Во-первых, позиции традиционных двигателей очень сильны, и человечество от них легко не откажется. К машинам с такими силовыми установками люди привыкли, прекрасно знают их свойства и возможности, под них создана соответствующая инфраструктура, а опыт их эксплуатации насчитывает уже больше века. К тому же технологии не стоят на месте, они совершенствуют как двигатели, так и топливо к ним – вспомните, к примеру, каким был бензин 40-50 лет назад и какой он сегодня. Во-вторых, сейчас у других силовых установок, таких как двигатели на газе и электрические двигатели, накоплен больший опыт эксплуатации, они получили широкое распространение в мире. Автопроизводители уже выпускают разные модели таких машин как для частных лиц, так и для коммерческого использования. Спрос на них постепенно растет, потребители все чаще выбирают машины с такими двигателями и не успели в них разочароваться настолько, чтобы выбрать автомобили на водороде, начинать свое «общение с ними», нарабатывать опыт эксплуатации.

Читать еще:  Уровень звукового давления двигателя

В-третьих, для машин с водородными силовыми установками в мире пока создано недостаточно инфраструктуры, что влияет на спрос. Да, есть энтузиасты, готовые терпеть временные неудобства, но их пока мало, чтобы заинтересовать этими машинами остальных автовладельцев. В-четвертых, мировой автопром пока предлагает мало серийных моделей автомобилей на водороде: на сегодняшний день выпускают порядка десяти их наименований. К тому же они стоят недешево, как и их эксплуатация, и обслуживание, что также может сказаться на спросе.

Таким образом, производство и использование автомобилей на водороде, скорее всего, отодвигается на более дальнюю перспективу. Вероятно, период с 2025 года по 2045 год будет периодом электромобилей, их доминирования на рынке, а также постепенного сокращения доли машин с двигателем внутреннего сгорания. В это время могут нарастить свою долю и автомобили на газе. А вот уже с 2050 года может начать увеличиваться спрос на водородные автомобили, благодаря как совершенствованию технологий, улучшению характеристик и потребительских качеств, так и накоплению опыта эксплуатации электромобилей, выявления их проблем. Например, если сейчас мало кто обращает внимание на то, от какого объекта генерации поступает электричество на зарядную станцию, то через несколько лет это станет важно. Потому что о каком сохранении природы и климата Земли может идти речь, хоть ты и ездишь на электромобиле, если заряжаешь его электричеством, которое выработано на угольной электростанции?

Кстати, вопросы к объектам генерации на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) тоже начали появляться, они не так уж «невинны». Это может повлиять и на зарядные станции, которые получают такое электричество, а значит и на спрос на электромобили. Тогда автомобили на водороде могут «перехватить инициативу» и стать более востребованными, увеличить свою долю на рынке.

Использование автомобилей на водороде может сократить влияние транспорта на окружающую среду, уменьшить объем выбросов от него. Вряд ли это позволит быстрее перейти к «зеленой» экономике, так как для этого нужны сложные и длительные действия в других сферах, но то, что это окажет определенное влияние на такой переход, несомненно.

Подпишитесь на нашу рассылку, и каждое утро в вашем почтовом ящике будет актуальная информация по всем рынкам.

Водородные автомобили: есть ли у них будущее

Загрязнение атмосферы вызывает серьезную озабоченность общественности, организаций по защите окружающей среды. Реальной альтернативой ДВС являются водородные транспортные средства и автомобили на электротяге.

Электричество или водород

В настоящее время существует актуальная проблема, которая заключается в том, что 60% электроэнергии, потребляемой во всем мире, производится на тепловых электростанциях. Для того чтобы обеспечить возросший спрос на электричество, придется сжигать углеводороды в еще больших количествах. Даже при полной замене ДВС электродвигателями произойдет перераспределение вредных выбросов, уменьшение будет не столь значительным. Концентрация CO2 в воздухе снизится в мегаполисах, но возрастет в местах расположения ТЭС. Кроме того, автомобиль не единственный источник загрязнения окружающей среды: об электрических кораблях, самолетах пока не идет даже речи.

Водородная энергетика в этом смысле предпочтительнее. Добыча водорода сопровождается микроскопическими, по сравнению со сжиганием углеводородов, выбросами токсичных веществ. Выхлоп автомобиля на водороде на 99,99% состоит из чистого водяного пара, безвредного для окружающей среды. Но тут возникают другие проблемы, которые носят экономический, технологический, инфраструктурный характер.

Как устроен водородный двигатель

Разработаны два вида двигателей работающих на водороде:

  • обычный ДВС, где вместо бензина используется водород;
  • с применением топливных элементов.

В первом случае используется все тот же двигатель внутреннего сгорания. Инженерные решения направлены на оптимизацию горения смеси водорода с воздухом, разработку системы питания и снижение взрывоопасности. Данная концепция распространения не получила. Водород, который отличается высокой чистотой, в камере сгорания контактирует с маслом. Поэтому отработанные газы, пусть в значительно меньшем количестве, но содержат токсичные компоненты. Помимо этого, эксплуатация таких автомобилей небезопасна, требует значительных затрат.

При использовании топливных элементов транспортное средство, которое приводится в движение водородным двигателем, принципиально является тем же электромобилем. Разница в том, что на чистой электротяге батарея заряжается от внешних источников, а в водородном автомобиле электроэнергия непрерывно черпается из топливных элементов.

Они состоят из двух камер, одна из которых является анодом, а другая катодом. Между ними находится мембрана. Все компоненты покрыты дорогостоящими редкоземельными металлами, играющими роль катализатора. В результате реакции гидролиза водород, находящийся в анодной камере, соединяясь с кислородом из атмосферного воздуха в катоде, превращается в водяной пар. Процесс сопровождается выделением свободных электронов, которые поступают в электрическую сеть автомобиля.

Такая схема значительно эффективнее, практически отсутствуют вредные выхлопы. Львиная доля усилий конструкторов направлена на развитие двигателей на топливных элементах.

Преимущества и недостатки водородных двигателей

Достоинства и недостатки силовых агрегатов с топливными элементами вытекают из особенностей водорода как топлива, технического уровня двигателей. Факторы, считающиеся безоговорочным достоинствами:

  • простота конструкции, соответственно, надежность;
  • КПД, превышающий таковой у бензинового двигателя, но уступающий электрическому;
  • отсутствие каких-либо шумов;
  • почти полное отсутствие вредных выбросов;
  • высокая мощность двигателей;

приемлемая автономность: современные водородные автомобили способны преодолевать на одной заправке до 500 километров.

Среди недостатков можно выделить следующие:

  • увеличенная масса автомобиля;
  • взрывоопасность водорода, которая резко повышается при наличии неисправностей в двигателе;
  • высокая стоимость эксплуатации автомобиля.

Реальная эксплуатация показывает, что километр пути на автомобиле с водородным двигателем обходится минимум на 50% дороже, по сравнению с бензиновым ДВС. Расход водорода в несколько раз меньше, чем бензина, но все перекрывает его цена.

В этом кроется главная проблема водородной энергетики. В виде соединений с другими веществами запасы H2 на Земле безграничны, но в чистом виде его почти нет. Для его получения используется сложная технология. К этому добавляются проблемы хранения, транспортировки, создания инфраструктуры.

Перспективы водородных автомобилей

Для того чтобы полноценно осветить на этот вопрос, необходимо точно знать цель, с которой бензиновый двигатель пытаются заменить водородным. Если речь идет о внедрении технически более совершенного двигателя, то в этом ракурсе перспективы водородоавтомобилей почти такие же, как и у бензиновых агрегатов, немного выше. ДВС, как бы он не совершенствовался, имеет принципиальное ограничение: низкий коэффициент полезного действия.

Водородный двигатель в этом смысле предпочтительнее, но уступает электромобилям. С другой стороны, обогреть салон чистым электричеством, без снижения автономности, невозможно: запас на автомобиле ограничен. Водородные двигатели таких проблем не знают: при гидролизе выделяется тепло.

Если приоритетом является экология, здесь водородный двигатель имеет приоритет перед остальными. Но не все так однозначно. Современные технологии добычи водорода находятся на таком уровне развития, что дешевле всего получать H2 путем сжигания газа или угля. При этом выделяется углекислый газ, для борьбы с которым и внедряют водородный автомобиль. Экологически чистые способы добычи водорода не обладают достаточной производительностью, значительно повышают его стоимость, которая и так немаленькая.

Если удастся разработать экономичную, производительную, экологически чистую технологию добычи водорода, автомобиль на таком топливе, без сомнения, получит широкое распространение. По эксплуатационным характеристикам он уже сейчас превосходит ДВС.

По сравнению с электрическим у водородного двигателя существует ключевое преимущество: на заправку водородом потребуется около 5 минут, тогда как зарядка батареи на специальных станциях занимает несколько часов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector