Будет ли работать на водороде бензиновый двигатель - Журнал "Автопарк"
Auto-park24.ru

Журнал "Автопарк"
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Будет ли работать на водороде бензиновый двигатель

Будет ли работать на водороде бензиновый двигатель

Перспективы использования

водородного двигателя на транспорте

Доклад на СНО в СПбГУКиТ, май 2006.

Руководитель: доцент каф. физики и оптики Штейн Б.М.

Докладчики: студентки 532гр. Павличенко Д., Лю Е.

В последнее время и в прессе и в бизнесе и в науке и в политике активизировались разговоры и разработки двигателей работающих на водороде (не путать с термоядерной водородной энергетикой!). Водородными двигателями активно занимаются крупнейшие немецкие, японские, американские и др. автомобильные компании. Водородный двигатель представил и АвтоВАЗ. Подобные двигатели находят поддержку у правительств: США выделяет на разработку миллиард долларов, Путин делает громкое заявление о поддержке водородной энергетики, «Единая Россия» добивается выделения из бюджета миллиарда рублей… Водородный двигатель рассматривается как панацея, решающая энергетическую (нефтяную) и экологическую проблему.

Разберемся, так ли это на самом деле, или водородный двигатель – бесперспективный миф.

Основная проблема водородного двигателя состоит в том, что добывать водород в природе невозможно – его приходится получать электролизом воды, или переработкой природных углеводородов, все равно, сжигая при этом нефть, газ, уголь или уран. Таким образом, водород является не топливом, а лишь аккумулятором энергии.

Следовательно, при расчете КПД водородного двигателя надо считать КПД всей цепочки: производство электроэнергии на электростанции – передача электроэнергии – получение водорода – транспортировка водорода – водородный двигатель, а такой КПД водородного двигателя значительно ниже, чем у бензиновых двигателей. Следовательно, он неэкономичен, тратит больше топлива и дает больше экологически вредных выбросов.

Кроме того, по различным оценкам, на сегодняшний день суммарная мощность всех автомобилей в десятки раз превосходит суммарную мощность всех электростанций, а электростанции и так не всегда справляются с возрастающей нагрузкой (вспомним недавние отключения в Москве, Владивостоке, США…). Если учесть, что на ввод в строй только одной электростанции нужно (при полном финансировании) 3-5 лет, то становится очевидно, что массовый переход транспорта на водород в обозримой перспективе невозможен в принципе.

Типы водородных двигателей

Существует два принципиально различных типа водородных двигателей.

Топливные элементы – по сути, гальванические элементы в которых реакция водорода с кислородом происходит непосредственно с получением электричества. Имеют высокий КПД, не имеют движущихся частей, не греют улицу… Но на сегодняшний день имеют два серьезных недостатка: низкая удельная мощность (даже при небольшой мощности имеют большой вес) и высокая цена (они содержат платину и палладий). Поэтому они используются в основном в космических аппаратах и на подводных лодках, однако, если их поставить на автомобиль, то он по цене сравняется с космическим кораблем. Рано или поздно эти технические проблемы будут решены, но «энергетическую проблему» они все равно не решают. Поэтому в дальнейшем речь пойдет о двигателях второго типа.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) на водороде – принципиально не отличается от аналогичного ДВС на пропане, на котором сейчас ездит половина грузовиков. Дешёвая, надёжная, отработанная конструкция. Скорее всего, перевести пропановый двигатель на водород можно даже не переделкой, а перенастройкой – экспериментальные образцы давно существуют – миллиард для этого не нужен. «Энергетическую проблему» они также не решают.

Экологические проблемы ДВС на водороде

Во-первых, как уже было доказано выше, водородный двигатель (с учетом производства водорода и электроэнергии) дает больше экологически-вредных выбросов, правда там где расположена электростанция – где-нибудь в тайге, а не в городах, где эта проблема наиболее актуальна.

В идеале сам ДВС на водороде выбрасывает в атмосферу только водяной пар. В реальных условиях добиться столь идеального сгорания практически невозможно – в зависимости от условий горения, могут образовываться гидроксиды OH (которые взаимодействуя с металлом, будут вызывать его коррозию и образовывать весьма опасную для экологии щелочь), перекись водорода (крашенные блондинки знают, насколько это едкое и опасное вещество), соединения азота и др. Сам водород, утечки которого неизбежны, разрушает озоновый слой.

Водяной пар, при массовых выбросах, так же представляет серьёзную опасность – он может привести к трудно прогнозируемым климатическим изменениям; также как и CO 2, является «парниковым газом»; усиливает коррозию материалов, что может привести к преждевременным обрушениям конструкций и серьёзным техногенным катастрофам; ухудшает самочувствие людей; создает благоприятные условия для размножения болезнетворных бактерий; увеличивает «скользкость» дорожного покрытия и количество туманов, что ведет к повышению количества ДТП.

Водород, также как пропан или пары бензина в смеси с воздухом образует «гремучую смесь». Однако, в отличие от пропана, водород невозможно удержать в баллоне – молекулы водорода настолько малы, что легко диффундируют сквозь металл.

Существует и другой способ хранения водорода — металл-гидриды — ёмкости со специальными сплавами, которые впитывают водород в свою кристаллическую решётку и отдают его при нагревании. Такой способ хранения имеет высокую плотность упаковки топлива, но чреват тем, что эта ёмкость может нагреться и отдать водород не только от нагревателя, но и, например, от солнца или работающего двигателя, что может вызвать утечку водорода и взрыв.

Конечно, все можно предусмотреть – создать специальные покрытия, термостаты, датчики утечки, систему вентиляции и т.д., но тогда автомобиль по стоимости опять сравняется с космическим кораблем.

Водородный двигатель имеет определенные перспективы там, где нужны максимальные мощности, скорости и т.д., причем любой ценой, без оглядки на стоимость и экологию (космические аппараты, боевая техника, гонки…), но массовое использование его на транспорте, абсолютно бесперспективно, т.к. он неэкономичен, неэкологичен, небезопасен и не может быть обеспечен водородом в необходимом количестве.

Альтернативные перспективные технологии

На сегодняшний день существуют несколько действительно перспективных технологий, которые полностью не решают энергетические, экономические и экологические проблемы, но могут несколько улучшить ситуацию.

Биотопливо (метан, этанол, рапсовое масло и др.) – пожалуй, самая перспективная на сегодняшний день альтернатива бензину. Работы по его внедрению полностью или в смеси с бензином очень активно ведутся во всем мире. Экологически оно не панацея, но лучше бензина. Является возобновляемым источником. Зачастую – даровое: например, вся Куба ездит на этаноле из отходов переработки сахарного тростника, в Гонконге метан получают прямо при гниении отходов на свалках… Кроме того, успехи биологии и генной инженерии позволяют надеяться на значительный прорыв в этом вопросе в ближайшее время.

Преимущество угля в том, что его много. Если нефти, по различным прогнозам, хватит на 20-50 лет, то угля на 500-1000 лет. Уголь – не самое удобное для автомобиля топливо. Но еще в СССР и некоторых других странах была разработана технология сжижения и газификации угля, позволяющая переработать каменный уголь в чистое, не уступающее нефти по калорийности, жидкое или газообразное топливо. Однако, в нашей «богатой нефтью» стране, эта технология, к сожалению, не была востребована. Сейчас лидером по применению этой технологии является Китай, строящий завод, который будет производить 5 миллионов тонн «светлых нефтепродуктов» в год, расходуя на это 15 миллионов тонн обычного угля.

Аккумуляторы – имеют те же преимущества и недостатки, что и топливные элементы. Поэтому они перспективны в весьма узких специфических областях.

Гибриды уже не завтрашний, а сегодняшний день – Toyota Prius , Honda и др. активно завоевывают японский и американский рынок и подбираются к европейскому. В гибридах бензиновый двигатель вращает не колёса, а генератор, он дает электроэнергию, которая накапливается в аккумуляторах и по мере необходимости передается электродвигателям, вращающим колёса. Такая схема имеет два основных преимущества: двигатель, даже при езде «по городскому циклу», работает в наиболее экономичном режиме; при торможении кинетическая энергия автомобиля не переходит в тепло в тормозных колодках, а возвращается в аккумулятор, т.к. электродвигатель в этом случае работает в режиме генератора. Поэтому гибриды имеют более высокий КПД, следовательно, меньше потребляют бензина и дают меньше вредных выбросов. Однако, гибриды не панацея, решающая все проблемы, а лишь усовершенствование, немного повышающее КПД бензиновых двигателей.

Читать еще:  Что такое кпд теплового двигателя определение и формула

Н.В.Гулиа в научно-популярной книге «В поисках «энергетической капсулы» (можно бесплатно прочесть на сайте http://www.n-t.org/ri/gl/ek.htm), а так же в сотнях научных трудов и патентов очень убедительно доказывает, что лучшим аккумулятором энергии являются маховики. Однако, промышленность почему-то не спешит взять на вооружение его разработки. Да и, как и любой другой аккумулятор, он не решает главную — «энергетическую проблему».

FAQ (часто задаваемые вопросы)

Вы чё, типа, самые умные? Во всем мире занимаются водородом, а вы — против? Может, вы отстаиваете интересы нефтяных олигархов? Вы – тормоз для прогресса.

Давайте разберемся, кто и зачем на самом деле, занимается водородом.

Крупные западные компании (прежде всего немецкие и японские) ставят водородные двигатели не на серийные модели, а исключительно на «концепт-кары», которые ездят в основном по выставочным салонам. То есть, для них водородный двигатель является относительно недорогой, но очень эффектной и эффективной рекламой.

Наш президент Путин В.В. сделал громкое заявление о поддержке водородного двигателя всего один раз перед каким-то саммитом по киотскому протоколу. Этим он, очевидно, хотел показать мировой общественности, что Россия борется за экологию. Больше он ни разу об этом не заикался, видимо, понимая всю бесперспективность водородного двигателя.

Как доказано выше, водородный двигатель бесперспективен, но его разработка весьма не дорога. Т.к. у меня нет доказательств для суда, то на вопрос о том, куда пойдет львиная доля миллиарда, выделенного «Единой Россией» из бюджета, выводы делайте сами!

Серьёзные российские ученые, занимающиеся этой проблемой, либо надеются на применение водородного двигателя в «оборонке», где он имеет определенные перспективы, либо просто отрабатывают гранты.

Критиковать легко, а ты предложи что-либо взамен.

См. вторую часть доклада «Альтернативные перспективные технологии».

Возможно, водородный двигатель будет востребован, когда у человечества будет достаточно электроэнергии, получаемой, например, при помощи термояда?

Согласно самым смелым прогнозам ученых, первая работоспособная промышленная термоядерная электростанция будет создана не раньше, чем через 30-50 лет, а обеспечить все человечество с избытком электроэнергией они вряд ли смогут раньше, чем через 100 лет при идеальных условиях для развития термоядерной энергетики.

Впрочем, к тому времени наверняка будут созданы гораздо более мощные, энергоёмкие, легкие и дешёвые аккумуляторы, тем более, что эта сфера сейчас развивается очень динамично. Поэтому водородный двигатель всё равно будет не актуален.

С.Южный. В пользу негодных технологий и концепций.

Галина РЕЗНИК, по материалам FT. Водородная энергетика (Незнание законов физики не освобождает от последствий).

Анастасия Герасимова, Юлия Говорун. Подвиг во имя палладия. (О том кому и почему это выгодно)

Дмитрий Верхотуров, Илья Кирилловский. Грязное лицо чистой энергетики.

Сергей Строганов. Водородные двигатели признали бесперспективными.

Водородный двигатель 4JM

В поиске новых, более дешёвых источников энергии передвижения человеческая мысль пришла к идее использования водорода в качестве топлива для заправки колёсных средств передвижения. Несмотря на то, что идея не нова (первый водородный двигатель внутреннего сгорания создан в 1806 году французом Франсуа Де Ривасом), к промышленному использованию самого лёгкого газа в топливных элементах, двс и газотурбинных двигателях инженеры пришли только вначале нового, XXI века.

Как работает водородный двигатель

Главной причиной поиска нового источника энергии для автомобильных двигателей стала острая необходимость сокращения вредных выбросов. Современные технологии очистки отработанного топлива позволяют сократить объёмы выбросов до сотен граммов на километр пути. Но ситуация усугубляется неконтролируемым ростом числа автомашин на дорогах: разбухающий автомобильный поток нивелирует качество современных технологий удаления кислородно-углеродной смеси.

Наиболее перспективным направлением развития водородной технологии является применение топливных элементов. Они способны производить электроэнергию, располагаясь непосредственно на борту транспортного средства. В числе прочих разработкой гибридного водородного двигателя занимаются инженеры японской автомобильной корпорации Toyota Motor Corporation. В 2014 году под этой появился первый в мире серийный автомобиль на водороде – Mirai (в переводе с японского – «будущее»).

Силовая установка Toyota Mirai – гибридная, включает три составные части:

  • батарея топливных элементов TFCS;
  • водородные баллоны высокого давления;
  • повышающий преобразователь.

Батарея способна производить 114 кВт мощности, что по DIN эквивалентно 155 л.с. Удельная мощность батареи TFCS (3,1 кВт/л) более, чем в 2 раза выше первого варианта, разработанного инженерами Toyota – FCHV-advantage.

4JM – лучший в мире водородный мотор

Следует отметить, что химическая реакция по выработке электрической энергии происходит без горения, повышая, тем самым экологичность и без того абсолютно «чистого» электромотора. Преобразование энергии в двигателе 4JM осуществляется с КПД 83 %. На двигатель установлена вторичная никель-кадмиевая батарея в виде аккумулятора мощностью 21 кВт.

4JM представляет собой синхронный электродвигатель переменного тока. При рекуперативном торможении аккумулятор сохраняет возвращаемую в сеть электроэнергию, которая вырабатывается тяговым двигателем в режиме генератора.

С помощью преобразователя полученное на элементах напряжение повышается до показателя 650 В. Это нужно для того, чтобы уменьшить геометрические параметры электромотора и число топливных элементов, компактно уместить составные части системы внутри автомобиля. Постоянный ток в переменный преобразуется с помощью инвертора. В процессе заправки закачка водорода в бак производится через фильтрационную угольную систему. При движении через воздухозаборники в батарею попадает воздух из атмосферы.

Начинается химическая реакция с водородом, результатом которой является получение электрической энергии. При нажатии на акселератор осуществляется её подача от батареи к мотору. Знатоки химии сразу определят, что единственным побочным продуктом в данной цепочке является образующаяся в результате химической реакции вода. Её отвод осуществляется через выхлопную трубу.

Расположение батареи и водородных баллонов высокого давления по центру машины вкупе с оптимальными настройками электромотора обеспечивают оптимальное управление показателями мощности. Результатом этого является восприимчивость машины к действиям водителя на любой скорости, повышение крутящего момента и обеспечение плавного разгона. В обратном порядке происходит процедура торможения.

Геометрия машины спроектирована таким образом, чтобы обеспечить максимально низкий центр тяжести, оптимальную развесовку передней и задней частей кузова и общую максимальную жёсткость конструкции.

Количество водородных ёмкостей – 2 (60 и 62,4 л, соответственно). Газ хранится в них под давлением 70 МПа. Максимальная масса водорода, закачиваемого в ёмкости в течение 3 минут, составляет 5 кг. Это позволяет на одной заправке проехать до 650 километров, развивая максимальную скорость 175 км/ч.

Всё ли так безоблачно в водородной технологии

Срок службы одной топливной ячейки, работающей на водороде, составляет до 10 лет. В работе двигателя отсутствуют характерные для двс шумы и вибрация. Моторы абсолютно чисты с экологической точки зрения. Тем не менее, критика исследований в области транспорта на водородном топливе обширна. Апологеты традиционных источников энергии для колёсных автомашин и разработчики обычных электродвигателей «задвигают» водород, указывая на ряд трудноразрешимых вопросов в области инфраструктуры и технологии.

Критики водородного транспорта указывают на отсутствие стандартов в области производства, хранения, перемещения и использования водорода. Значительный объём топливных баков для дальних поездок сокращает вместимость салона и багажника. Есть чисто технологические факторы, связанные с опасностью неправильного обращения с оборудованием для хранения и закачки водорода. Он чрезвычайно летуч: малейший зазор в конструкции баков и систем подачи водорода к месту химической реакции может привести замкнутому наполнению салона автомашины и воспламенению.

Словом, проблем, которые предстоит решить на пути к безопасному и экономичному массовому применению водорода для заправки автомобильного транспорта, достаточно. Главный вопрос в том, готовы ли владельцы автокорпораций вкладывать значительные средства в развитие новой инфраструктуры, дальнейшие теоретические исследования и практические разработки. Ведь на сегодня дозаправка автомашин в пути (то есть, без посещения специальных заправочных станций) невозможна.

Читать еще:  Что делать если двигатель не заводится ваз 2106

Деньги – основа всего

Главным «минусом» считается сложность процесса производства столь огромного количества водорода, которое понадобится при массовом переводе машин на новое топливо. Дорого на сегодняшний день получать водород, как из природного газа, так и методом электролиза. Таким образом, стоимость пробега на машине с водородным двигателем значительно дороже, нежели на бензине или солярке.

На данный момент, заправляя 120 литров водорода в пару баков высокого давления, владельцы авто должны выложить 960 евро. Это очень дорого, в сравнении с бензином или дизельным топливом. Позволить себе приобрести такой автомобиль и постоянно передвигаться на нём, наматывая немалые «концы», может позволить не каждый средний житель развитых стран Европы, Азии или Америки. Пока Toyota Mirai представляет собой дорогой экземпляр для автомобильной коллекции, либо средство передвижения для толстосумов, не привыкших считать деньги.

Частичным решением вопроса мог бы стать гибридный двигатель, в котором вторым топливом является традиционный бензин или солярка. Для проведения такого тюнинга вручную, нужно осуществить установку пусковой батареи, БСУ, водородных и кислородных баллонов. Электротехническая часть тюнинга:

  • электрохимический генератор (ЭХГ);
  • электродвигатель;
  • пусковая батарея.

Сырьём для получения водорода является питьевая вода, слитая в ёмкость для электролиза. Источником энергии является генератор. Газ вырабатывается в небольшом количестве, затем направляется во впускной коллектор двс. Там происходит смешивание водорода с бензином и последующее сгорание. Однако, расход энергии на получение водорода в пути, и его количество не позволяют говорить об экономичности подобных установок.

Невзирая на то, что машины с гибридными установками на водородном топливе и электромоторах ближе всего по конструкции, философии использования и технологии к обычным электромобилям, апологеты последних являются главными критиками нового источника энергии. Видимо, в будущем затраты на решение всех вопросов будут ничтожными по сравнению с доходами от продаж автомашин на водороде. Если, конечно, удастся преодолеть все препятствия.

Сайт о нанотехнологиях #1 в России

Появятся ли водородные автомобили в России?

Водородный туман

В Новоуральске создали первый в России водородный двигатель для легковых автомобилей. Началу серийного производства мешают дороговизна разработки и низкая окупаемость проекта. Создатели надеются на помощь федеральных властей

Электрохимический генератор тока «Волна»

В июне японская компания Honda объявила о начале производства первого в мире серийного автомобиля на водородном топливе. Новинка получила название FCX Clarity и пока носит скорее экспериментальный характер. До конца этого года Honda надеется продать только около 20 машин, в ближайшие три — порядка 200, в основном в регионах, где есть водородные заправки (в Японии и Калифорнии). Базовая цена пока не установлена, но дешевле 60 тыс. долларов автомобиль точно стоить не будет.

Разработать доступный и надежный водородный двигатель давно пытаются многие мировые автопроизводители: к середине века проблема перехода на альтернативные виды топлива встанет перед ними в полный рост. Если учесть, что придется создавать всю инфраструктуру (сервис, заправки), на переход потребуется не меньше 15 — 20 лет. Основной проблемой остается стоимость производства самого двигателя, работающего на водородных элементах.

  • Пока мировая общественность наблюдает за корпоративной водородной гонкой, попытки создать такой двигатель предпринимаются и в России. Уральский электрохимический комбинат (УЭХК, Новоуральск) готовит заявку в Агентство по науке и инновациям на финансирование проекта производства автомобильных электрохимических двигателей. Разработку мощностью 5 МВт УЭХК предлагает использовать не только в автопроме, но и в космосе, на подводных лодках и на железной дороге. Цена вопроса — 1,2 млрд рублей. Но и завод, и партнеры-производители такие деньги под рискованный проект выделить не готовы.

Космическая надежность

Опыт работы в водородном направлении у УЭХК внушительный: еще в советские времена завод поставлял электрохимические генераторы для ракет и подводных лодок. На заре космической эры РКК «Энергия» (Королев, Московская область) дала заказ на производство таких генераторов сразу нескольким предприятиям.

«К разработчикам предъявляли особые требования: допускалось не более двух внештатных ситуаций, после чего машина должна была продолжать работать, причем выдерживать сильные вибрацию и удары», — рассказывает начальник особого конструкторского бюро завода электрохимических преобразователей (структурное подразделение УЭХК, занимающееся электрохимическими генераторами) Владимир Матренин.

Было создано несколько прототипов, но только разработка УЭХК отвечала заданным требованиям. Успехом завод был обязан в основном технологии создания пористых электродов, используемых в производстве водороднокислородных топливных элементов.

Комбинат начал сотрудничать с «Энергией», и в 1971 году появился первый генератор «Волна» мощностью 1,2 кВт. Его устанавливали на орбитальные космические корабли лунной программы: всего УЭХК изготовил 192 таких генератора.

  • В 1988-м комбинат завершил работы над «Фотоном» — генератором более высокого класса для космического челнока «Буран». В начале 90-х генератор протестировало Европейское космическое агентство (ЕКА; Нордвайк, Нидерланды), высоко его оценило и рекомендовало для использования в европейских программах. Но сотрудничество с ЕКА продолжения не получило: в начале 90-х там увлеклись топливными элементами с полимерным пленочным электролитом, и о щелочном генераторе УЭХК забыли. Почти тогда же прекратила закупки и «Энергия»: государство сократило финансирование космических программ.

Пришлось искать новых потребителей. В начале 90-х УЭХК создал первый вариант генератора для подводной лодки.

К тому времени на Западе уже существовал генератор фирмы Siemens, к которому проявили интерес немецкие военные: в Германии подлодка с генератором Siemens уже принята на вооружение. Российские же военные разработкой УЭХК не заинтересовались, и создание генератора замерло на этапе технического проектирования.

  • Поняв, что госзаказа можно и не дождаться, на комбинате решили обратить внимание на массовый рынок автомобилей.

На авто

  • Чем электрохимический генератор отличается от обычного двигателя внутреннего сгорания? Основной принцип таков: в ходе реакции кислорода и водорода выделяется энергия, преобразующаяся в электрическую. Она и движет автомобиль.

Преимуществ множество.

  • Во-первых, при сжигании водорода выделяется больше энергии, чем при сжигании бензина.
  • Во-вторых, несмотря на то, что стоимость литра водорода и бензина сейчас почти совпадает, водородный двигатель потребляет топлива минимум в семь раз меньше, чем бензиновый.
  • В-третьих, отходы жизнедеятельности автомобиля с химическим генератором — не углекислый газ, а водяной пар. Это, по идее, может решить проблему автомобильных выхлопов, одну из главных в экологии.

Авто на водородном двигателе — сегодня экономия, завтра спасение человечества

Актуальность вопроса о замене нефтепродуктов более рентабельным и чистым экологически вариантом с каждым днём только прогрессирует. Сегодня лучшие умы планеты стараются его решить. И многое уже сделано. Лидирующей альтернативой потребителям нефти является водородный двигатель.

Технологии не стоят на месте и водородный двигатель вполне может заменить современные бензиновые агрегаты

Что такое водород, как использовать

При всестороннем рассмотрении водород наиболее соответствует сегодняшним пожеланиям к дающим энергию источникам. Не загрязняет окружающую среду и практически бесконечен, если получать его из обычной воды.

Есть уже и автомобили, работающие на таком летучем веществе, как водород. Понятно, что до массового перехода на этот газ вместо бензина ещё далеко. Но тем не менее всё к тому идёт.

В основе используется реакция распада молекул воды на кислородные и водородные атомы. На сегодня применение этой реакции развивается по двум направлениям:

  • использующие в своей работе водород двигатели внутреннего сгорания;
  • водородные топливные элементы, питающие электродвигатель.

Рассмотрим каждое из них отдельно.

Водородные двигатели внутреннего сгорания

Здесь несколько нюансов. Внушительный нагрев и сжатие заставляют газ реагировать с металлическими составляющими агрегата и смазочной жидкостью. А при утечке, контактируя с раскалённым выпускным коллектором, конечно, он воспламеняется. Учитывая это, нужно использовать моторы роторные, у которых выпускной коллектор на приличном расстоянии от впускного. Что снижает вероятность воспламенения.

Также система зажигания требует некоторых изменений. И агрегат на водороде с внутренним сгоранием уступает по КПД электродвигателю на водородных элементах. Но всё это уже разрабатывается достаточно долго, поэтому не далёк тот день.

Читать еще:  Датчик массового расхода воздуха для двигатель 406 инжектор

Вот пример — BMW 750hL, автомобиль с водородным двигателем. Сошедший с ленты конвейерной маленьким тиражом. Под капотом двигатель на двенадцать цилиндров. Топливом ему служит замес из кислорода и водорода, по составу идентичный ракетному горючему. Машина может набрать максимум 140 км/ч. Газовое ассорти, сжиженно-охлаждённое, содержится в добавочном баке. Его объёма достаточно для покрытия трёхсот километров, а если по пути смесь закончилась, мотор начинает потреблять чистый бензин из основного бака автоматом. Стоимость авто не превышает цен на машины такой же категории, но с карбюраторным движком — порядка 90 тыс. $.

Агрегаты, работающие от водородных батарей

Здесь принцип работы водородного двигателя — электролиз. Тот же, что у свинцовых аккумуляторов. Только КПД составляет 45%.

Через мембрану такой «батарейки» пройти могут только протоны. Электроды разных полюсов разделены этой мембраной. К аноду подаётся водород, на катод — кислород. Катализатор, покрывающий их (это платина), заставляет терять электроны. Катод притягивает протоны, пропущенные мембраной, и они начинают реагировать на электроны, итог реакции — образование воды и электрического тока. От анода электричество посредством проводов поступает уже к электромотору, т. е. питает его.

Агрегаты, питающиеся от водородных батарей, с рабочими названиями «Антэл-1» и «Антэл-2», уже работают на отечественных авто «Нива» и «Лада» в качестве концепта. Первая силовая установка преодолевает двести тысяч метров за один «полный бак», вторая триста.

О выгодах применения

У водородного карбюраторного мотора горючее только обогащается газовой смесью на 10%, но это на 30–50% понижает расход самого горючего. Получается, что на том же объёме топлива вы будете проезжать, например, не сто пятьдесят, а двести вёрст.

Вот какие достоинства водородного двигателя уже сегодня. А в будущем применение этого чудесного газа, как движущей силы для автомобиля, открывает широчайший ряд выгодных аспектов.

Для получения энергии нужна будет только вода

Выгодные аспекты

  • бесплатное сырьё — вода, из которой газ можно брать бесконечно;
  • во время реакции получаемые вещества вреда экологии не доставляют;
  • благодаря реактивному сгоранию КПД рассматриваемого агрегата на порядок выше карбюраторного;
  • колоссальная горючесть газа позволяет силовой установке бесперебойно работать при любых атмосферных показателях как минусовых, так и плюсовых;
  • детонация при сгорании водородной смеси в разы ниже, чем у бензина, что снижает шумы и вибрацию при работе агрегата;
  • здесь не требуется сложных систем трансмиссии, охлаждения и смазки, значит, повышается простота обслуживания благодаря уменьшению числа деталей.

Доводка до совершенства

Чтобы двигатель на водородных элементах работал в постоянном режиме, помимо прочего, ему нужны объёмные аккумуляторы и преобразователи. А в том виде, в котором они доступны сейчас, используется слишком много места для них. Здесь при изготовлении нужен принципиально новый подход.

Топливные элементы ещё слишком дорогие. Пока только ведётся поиск альтернативных материалов для их производства.

Не доработана пожаробезопасность силовой установки. И вопрос ёмкостей для водорода остаётся открытым. Само устройство водородного двигателя, можно сказать, ещё только приобретает будущие черты.

Экскурс по истории

Примечательно, что водородный двигатель был изобретён гораздо раньше бензинового. Но развитие получил почему-то второй. Построенный во Франции ещё в 1806 году учёным Франсуа Исааком де Риваз агрегат уже тогда работал от гидролиза воды. А бензин для ДВС стали применять только в 1870.

Видео об использовании водорода в качестве топлива для авто:

Во времена, не столь далёкие, а именно в Великую Отечественную войну, есть свидетельство ещё одного удачного использования водорода, как источника получения энергии. В Ленинграде в блокаду бензина катастрофически не хватало. Поэтому было решено для работы аэростатов заграждения и приводящих лебёдок использовать водород, которого было достаточно. И это сыграло немаловажную роль по защите города.

Вот такая альтернатива нефтепродуктам есть у человечества на сегодня. И работа в этом направлении ведётся всё интенсивнее. Про то, как работает водородный двигатель сейчас и как он будет работать завтра, можно говорить только в общих чертах. Ясно одно — за водородом будущее нашей планеты.

Если имеется чем дополнить, комментарии ждут вас внизу.

Будет ли работать на водороде бензиновый двигатель

Сообщение motorist45 » 08 дек 2015, 05:34

Сообщения: 163 Зарегистрирован: 22 апр 2009, 00:00 Откуда: ялта :
Награды: 1

Рейтинг: 213
Репутация: 0

Благодарил (а): 5 раз Поблагодарили: 1 раз

Водородный генератор / газ Брауна / HHO

  • Цитата

Сообщение slobodinzz » 08 дек 2015, 08:27

Сообщения: 2472 Зарегистрирован: 14 сен 2015, 11:33

Рейтинг: 13 472
Репутация: +11

Благодарил (а): 216 раз Поблагодарили: 198 раз

  • Цитата

Сообщение Юрий В » 08 дек 2015, 08:33

Сообщения: 109 Зарегистрирован: 04 июл 2008, 00:00 Авто: нет :
Награды: 1

Рейтинг: 409
Репутация: 0

Поблагодарили: 6 раз

Водородный генератор / газ Брауна / HHO

  • Цитата

Сообщение MaLiVer » 08 дек 2015, 08:40

Сообщения: 3934 Зарегистрирован: 27 дек 2005, 00:00 Откуда: г.Тюмень Стаж: 2002 Авто: Subaru legacy :
Награды: 1

Рейтинг: 5 384
Репутация: +3

Благодарил (а): 5 раз Поблагодарили: 23 раза

Водородный генератор / газ Брауна / HHO

  • Цитата

Сообщение West2K » 08 дек 2015, 09:50

Сообщения: 859 Зарегистрирован: 09 апр 2010, 00:00 Откуда: Тюмень Стаж: 26 марта 2009 Авто: Toyota Mark II :
Награды: 1

Рейтинг: 2 159
Репутация: +1

Благодарил (а): 2 раза Поблагодарили: 24 раза

Водородный генератор / газ Брауна / HHO

  • Цитата

Сообщение kadet007 » 08 дек 2015, 10:16

Сообщения: 2894 Зарегистрирован: 09 янв 2010, 00:00 Откуда: Кугаево Стаж: больше 500 000 км :
Награды: 1

Рейтинг: 15 866
Репутация: +17

Благодарил (а): 31 раз Поблагодарили: 185 раз

Водородный генератор / газ Брауна / HHO

  • Цитата

Сообщение Mkoljan » 08 дек 2015, 10:20

Сообщения: 15 Зарегистрирован: 19 ноя 2015, 21:17 Откуда: Ишим Авто: Ford Mondeo II

Рейтинг: 65
Репутация: 0

Благодарил (а): 1 раз Поблагодарили: 1 раз

Водородный генератор / газ Брауна / HHO

  • Цитата

Сообщение Андрей191 » 08 дек 2015, 10:45

Сообщения: 859 Зарегистрирован: 09 апр 2010, 00:00 Откуда: Тюмень Стаж: 26 марта 2009 Авто: Toyota Mark II :
Награды: 1

Рейтинг: 2 159
Репутация: +1

Благодарил (а): 2 раза Поблагодарили: 24 раза

Водородный генератор / газ Брауна / HHO

  • Цитата

Сообщение kadet007 » 08 дек 2015, 11:00

Рейтинг: 29 335
Репутация: +24

Благодарил (а): 532 раза Поблагодарили: 347 раз

Водородный генератор / газ Брауна / HHO

  • Цитата

Сообщение infern0 » 08 дек 2015, 11:12

Рейтинг: 828
Репутация: +1

Благодарил (а): 87 раз Поблагодарили: 11 раз

Водородный генератор / газ Брауна / HHO

  • Цитата

Сообщение mins777 » 08 дек 2015, 11:16

Андрей191, кстати про котёл.

я почти год назад проводил теоретические подсчёты по затратам в рублях на отопление: ТЭНами, Газом и по данным из этого видео.
Выходило что-то вроде:
1) 2000р в месяц за электричество для отопления 100кв2 газом ННО (как на видео).
2) 4000р в месяц за газ для отопления 100кв2.
3) 8000р в месяц за электричество (по тарифам для дачи) для отопления 100кв2 ТЭНами.
(это всё теория. про 100кв2 могу соврать, может больше, — исходил из ттх газовых котлов 20кВт мощности).

— Чем привлекла эта тема? — Электричество есть почти везде, а газ нет. Даже если есть газ в СНТ, то за его поключение просят по разному (от 50тр до 400тр — цифры со слов дачников).

ещё видео: после первой минуты фраза «при потреблении 3-4 кВт мы может топить дом порядка 150-200 кв2»

Андрей191, из своего предъидущего сообщения перенеси всё в первое, добавь фоток: электролизёра, бачка, баблера и куда подцепил шланг подачи газа.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector