Водород топливо Будущего

Водород топливо будущего

Каждый день ученые ищут уникальные решения, чтобы уменьшить зависимость человечества от ископаемых видов топлива. Рассматриваются любые варианты превращения возобновляемых источников в полезные формы энергии.
Наиболее перспективным, и, что немаловажно, экологически чистым источником возобновляемой энергии является самый распространённый элемент на Земле – водород.

Но его массовому применению в качестве топлива препятствуют несколько, пока больших, проблем: хранение, высокая реакционная способность водорода, высокая стоимость производства водородного топлива, потребительский спрос и расходы на изменение транспортной инфраструктуры под водородное топливо.Хранение – это основная проблема. Для хранения водорода нужны особые условия – экстремально низкие температуры и высокое давление. Стоимость производства водорода, и, в связи с этим, отсутствие потребительского спроса на водородные технологии, пока лишают его преимуществ перед ископаемым топливом.

Конечно, можно было бы увеличить количество водорода на борту, будь он в сжиженном виде. Но как хранить газ, который сжижается при температуре 20° по Кельвину? Даже в криогенных баках снабженных теплоизоляцией, эквивалентных 9 метровому слою пенополистирена, температура водорода, которая должна составлять -253°С поднимается на несколько градусов в сутки.
При стоянке водород приходится стравливать из бака и сжигать с помощью специального приспособления. Ведь в закрытом помещении водород, смешиваясь с воздухом в определенной пропорции, образует крайне взрывоопасный гремучий газ
Впрочем, сейчас успешно ведутся эксперименты с металлогидридными баками, в которых водород хранится в межатомных промежутках кристаллической структуры металла, чем достигается неплохая плотность упаковки и безопасность хранения. Такие системы хранения водорода на автомобиле теоретически известны давно, но желаемых параметров (ёмкость, цена, затраты энергии на подогрев, необходимый для извлечения водорода) исследователи во всём мире пока так и не достигли.
Возможно, прорыв в этом направлении совершит союз GM и американской Национальной лабораторией Сандия (Sandia National Laboratories) по разработке и испытаниям гидридных ёмкостей для хранения водорода.Но давайте представим, что человечеству в недалёком будущем всё-таки удастся решить проблемы использования водорода, тогда какой будет компоновка автомобиля будущего? В идеале, автомобиль представлял бы собой замкнутую систему производства и превращения водорода в электроэнергию. Допустим, что автомобиль заправлялся бы, например, дистиллированной водой ещё на заводе, которая с помощью бортового генератора расщеплялась бы на водород и кислород, чтобы потом в топливных элементах (принцип работы на рисунке) вновь превратиться в воду, но, уже с очень полезным «побочным» эффектом – выработкой электричества, которое и будет вращать валы электромоторов.

Экологически чистые автомобили – направление, которое АВТОВАЗ развивает уже несколько лет, поскольку ухудшение экологии заставляет правительства всех стран задуматься о здоровье нации и ужесточать международные нормы по токсичности автотранспорта. Автомобиль «Лада Антэл 2» на базе универсала «Лада 111», который представлен перед посетителями Российского международного автосалона в этом году, является доказательством того, что АВТОВАЗом и его партнерами совершен шаг вперед, проделан большой объем научных и технических работ по созданию автомобиля с «нулевым выхлопом».

Специалисты справедливо называют водород топливом будущего: средний коэффициент полезного действия энергоустановки в «Ладе Антэл» равен 60-65 процентам, что более чем в два раза превышает КПД двигателя внутреннего сгорания. Кроме того, водород в отличие от нефти является неисчерпаемым топливом и значительно сокращает расход энергии.
Работа над следующим автомобилем на топливных элементах уже идет. В первую очередь, вместо газобалонного хранения водорода на новом автомобиле будет установлен топливный процессор для получения водорода из бензина на борту автомобиля. Это позволит увеличить пробег на одной заправке до 900-950 километров. Испытания «Антэл 2» покажут и другие направления, в которых следует работать.

Проект автомобиля на топливных элементах - инициатива АВТОВАЗа, хотя во всем остальном мире производство экологически чистых автомобилей является государственной политикой и субсидируется правительством. К примеру, в 2003 году правительство США выделило корпорации «Дженерал Моторс» 1,2 миллиарда долларов на развитие этого направления. И это далеко не единственный пример. Правительство Великобритании в 2000 году направило в общей сложности 115 миллионов долларов на стимулирование производства гибридных электромобилей, оснащаемых топливными элементами. В течение последующих нескольких лет ежегодное выделение средств на разработку и эксплуатацию «чистых» автомобилей возрастет более чем в два раза. В Германии при новых разработках, обеспечивающих улучшение характеристик автомобилей, может компенсироваться до 70 процентов затрат, а кредит на разработки может быть предоставлен по ставке уменьшенной на 5 процентов.

Присутствие автомобиля «Лада Антэл 2» на российском международном автосалоне демонстрирует потенциал российских производителей, отечественных научных институтов. Проект «Лада Антэл» воплощает в себе последние достижения российской инженерной мысли и даже космические разработки. При создании соответствующей инфраструктуры автомобили на топливных элементах могут действительно стать транспортом будущего.

На сегодняшний день, уже созданы и эффективные топливные элементы, позволяющие вырабатывать электроток, минуя процесс горения, и компактные и мощные электродвигатели, в преимуществах использования которых, сомнений уже не возникает, но такой автономной и эффективной установки по производству водорода на сегодняшний день попросту нет, да и вряд ли она появится, даже, несмотря на техническую возможность её производства, ведь ни одному производителю не нужны автомобили, с практически вечными двигателями внутри.