На водороде
Среди всех альтернативных видов топлива, по мнению ученых, самым перспективным является водородное. А для выработки энергии из водородного топлива как нельзя лучше на сегодняшний день подходят гибридные автомобили. Многие задают вопрос, как вообще эта схема работает. Генератор водорода вырабатывает энергию непосредственно из топливных элементов, передавая ее затем к электродвигателю, который и приводит в движение транспортное средство. При этом при полностью заряженном электродвигателе можно проехать расстояние до 240 миль. Во многих крупных западных городах уже можно увидеть водородные заправочные станции. Конечно, их еще очень мало, но ведь это только начало, чем больше автомобилей на альтернативном топливе будет выпускаться в производство, тем быстрее будет увеличиваться количество таких заправочных станций.
Некоторые автомобильные компании решили стать лидерами в производстве автомобилей на водородном топливе, так как видят в этом большое будущее. На новые разработки тратятся миллиарды долларов с расчетом, что в скором будущем все затраты окупятся многократно. Среди лидеров в таких разработках, конечно же, мы видим Японию.
Новая гибридная машина, переделанная американскими инженерами из стандартной Toyota Prius, сумела проехать 1046 километров всего на одной заправке! Вы скажите, что это уже не новость и так могут многие автомобили, но на самом деле это не так. Эта машина ездит на чистом водороде! Когда мир увидел результаты теста этого авто, то все поняли, что водородное топливо может побить обычные дизельные машины и по дальности хода и по стоимости горючего. Это событие забило окончательный гвоздь в доску утверждений о том, что водород опасен и не конкурентноспособен, перед дизельным топливом.
В чем подвох? А в том, что обычный Prius может пройти на водороде всего лишь 320 километров, а топливные баллоны будут занимать весь багажник автомобиля. Как вы понимаете — это совершенно неприемлемо для коммерческого авто, так как багажник должен быть и должен быть вместительным! Этот факт очень сильно огорчал всех любителей водородного топлива и не давал возможности этой индустрии расправить крылья. На обычном бензине эти гибриды могут проехать куда больше, а количество топлива нужно гораздо меньше.
Специалисты компании LLNL решили не использовать обычный водород, а пошли по совершенно другому пути. Они установили в багажнике тойоты Prius большой экспериментальный бак с мощнейшей теплоизоляцией, в котором находился жидкий водород, температура которого -250 градусов по Цельсию. Бак был очень хорошо изолирован от теплопотерь и водород там мог находиться без изменения температуры до 6 дней. Этого количества топлива было достаточно для пробега в 1046 километров или 650 миль.
Последний «водородных» рекорд был сделан авто GM Sequel, где пробег составил свыше 480 километров на одной заправке и Honda FCX (435-450 километров). Однако эти машины работали не на чистом водороде, а на топливных элементах, а в нашем случае машина ехала именно на чистом водороде, который впрыскивался непосредственно в двигатель. Пока что авто на жидком водороде — это большая редкость а инфраструктура для них и вовсе отсутствует. Сальвадор Алсевиш (Salvador Alceves), один из инженеров компании LLNL, сделавшей этот супербак на жидком водороде, говорит о внедрении водорода так: «Мы думаем, если у вас есть автомобили и технологии для автомобилей, инфраструктура последует. Автомобили — это трудная часть». Тут мы с ним бы поспорили, но это совсем другая тема.
Данный супер бак отличителен еще и тем, что при необходимости в него можно закачивать и обычный водород, для более коротких поездок по городу. Так как этот газ плохо сжимается, то прочность стенок этого бака была сделана очень высокой. Бак проверяли на устойчивость к деформации в авариях и на взрывоустойчивость при возгорании. Как выяснилось, бак не взрывается вообще, а излишки водорода, если все-таки вы прострелите бак из винтовки M16, улетучиваются в атмосферу и не оставляют опасных бензиновых разливов и не возгораются. Хотя риск возгорания все равно остается — это же горючий газ.
В некоторых странах уже есть инфраструктура для таких машин на обычном водороде, как например в США, в Калифорнии. Ну а потом, для дальних бросков в тот же самый бак можно будет залить и жидкий водород, который также будет продаваться на заправках. Такие заправки уже начинают понемногу появляться и Европе. Такие криогенные топливные баки мы уже сможем увидеть на новых гибридах где-то в 2012-м..2014годах.
Компания «Honda» представила свою новую модель «Honda FCX Clarity» в номинации «зеленых технологий», отдельно оговаривая тот факт, что модель уже готова к серийному производству и компания готова к сотрудничеству с дилерами по всему миру. В модели «FCX Clarity» класса «седан» представлена новейшая разработка топливных элементов по выработке электричества с нулевым уровнем выбросов в атмосферу. При тестовых испытаниях автомобиль показал хорошую скорость от мощного электрического двигателя с инновационной водородной топливной системой и отличный адаптивный круиз-контроль. Эксперты отметили высокий уровень безопасности у этой модели, конечно, в первую очередь из-за нулевых выбросов отработанных газов.
На втором месте по производству автомобилей на альтернативном топливе стоит компания «BMW» со своей новой моделью «BMW Hydrogen 7». Этот автомобиль выпущен ограниченным тиражом в 100 экземпляров и изначально был предназначен для некоторых выдающихся деятелей культуры, ученых, бизнесменов, политиков, участвующих в программе по поддержанию «зеленых» технологий. Однако, по мнению экспертов, эта модель еще требует доработки, так как на выработку электроэнергии уходит большое количество водородного топлива. С точки зрения экономии, эта модель не рентабельна для серийного производства.
Компания «General Motors» обещает презентовать свою новую модель «Chevy Volt» с объявленной стоимостью в 40 000 долларов. Технология «Plug», специально разработанная для этой модели, позволит ей проезжать около 40 миль на электродвигателе с водородным генератором без подзарядки, затем в работу вступает бензиновый двигатель внутреннего сгорания, создавая дополнительное напряжение для электромотора, и электрической энергии хватает еще на 300 миль.
Совсем недавно во Франции состоялась презентация нового химического электрогенератора, который обладает огромной мощностью при относительно небольшом весе. Президент PSA Peugeot Citroёn и директор исследовательской организации CEA почти два года работали над созданием компактного водородного топливного элемента и наконец их усилия увенчались успехом. Новый топливный электрогенератор позволяет любому автомобилю преодолевать расстояния до 500 км, не требуя заправки, независимо от веса и марки средства передвижения, будь то Nissan Juke или грузовик jmc.
Любопытно, что французские и мировые СМИ не уделили должного внимания этому прорыву в автомобилестроении, что не удивительно, так как химические источники тока этого типа известны очень давно, а технические характеристики устройств практически не претерпели никаких изменений.
Доподлинно известно, что электромотор появился на несколько десятилетий раньше двигателя внутреннего сгорания. Экипажи того времени, работающие на электричестве, представляли собой довольно большие повозки с огромными ёмкостями, в которых находилась соляная кислота и несколько погруженных в неё электродов. Большой вес такого средства передвижения практически полностью исключал различные грузоперевозки. Однако самыми главными недостатками электрокаров тех лет оставались малый запас хода и высокая стоимость, поэтому со временем бензиновые двигатели полностью вытеснили своих электрических собратьев. Но топливный кризис 80-х годов прошлого века заставил крупнейшие автомобильные концерны искать альтернативные источники тяги. А с появлением в США Акта о чистом воздухе вопрос о экологически чистых средствах передвижения стал особенно остро. Именно поэтому в начале 90-х годов мировые автомобильные концерны приступили к производству автомобилей с топливными элементами на водородном питании. Но создать средство передвижения с большим запасом автономного хода при небольшом весе аккумуляторной батареи пока не удавалось ни одному изобретателю, поэтому единственным электрокаром в наше время, который получил повсеместное распространение, по-прежнему остаётся троллейбус.
Но теперь всё может измениться, так как технические характеристики нового водородного двигателя являются поистине ошеломляющими. Заправляя двигатель сжатым водородом объёмом в 54 литра, топливный элемент электрогенератора создаёт мощность в 80 кВт, что позволяет создать полноценный электромобиль с большим запасом хода на одной заправке. И на сегодняшний день электродвигатели GENEPAC, работающие на экологически чистом водородном сырье, полностью готовы к запуску в массовое производство. Однако, чтобы «французское чудо» полностью заменило двигатели внутреннего сгорания понадобится не одно десятилетие, так как полностью переделать и приспособить нефтяную инфраструктуру к водородной среде будет стоить не один миллион долларов. Но в условиях топливного кризиса, когда нефть становится дороже с каждым днём, можно уже сейчас достоверно утверждать, что рано или поздно, но этот переход обязательно произойдёт.