Автомобиль на водородных элементах — особенности и перспективы
В компаниях стремятся увеличить запас автономности машин до приемлемого уровня, снизить стоимость моделей. Одновременно многие фирмы ведут параллельную работу над конструкцией с использованием водорода, как источника энергии.
Самые экологичные автомобили
Противоречия и предпосылки для разработки автомобилей на водородных топливных элементах
Разработки мировых компаний
Перспективность моделей на топливных элементах
Противоречия и предпосылки для разработки автомобилей на водородных топливных элементах
Автомобиль на водородных элементах — особенности и перспективы
Считается, что водород (H), как первый элемент в таблице Менделеева, является неиссякаемым источником энергии. При его использовании отсутствует вред экологии, поскольку на выходе образуется в незначительных количествах вода. Для сравнения, производство электромобилей требует расходов с учетом создания емких батарей, которые имеют ограниченный срок использования.
Автомобиль на водородных элементах — особенности и перспективы
По возможной концепции автомобили на водородном топливе могут создаваться по двум направлениям:
С использованием в основе двигателя внутреннего сгорания. В этом случае водород используется как топливо для сжигания и получения энергии традиционным способом.
С созданием водородных топливных элементов. Такая концепция предполагает получение электрического тока для питания электромотора на приводных колесах.
В первом случае опасность хранения водорода в резервуаре связана с высоким давлением. Вещество хранится в жидком состоянии, при показателе «P» равным 700 bar. Первая задача производителя – сохранение герметичности резервуара в любых условиях. Ведь при взаимодействии водорода с воздухом (или кислородом) протекает неконтролируемый процесс горения (образуется гремучий газ).
Вторая технология не предполагает процесса горения. Взаимодействие водорода с кислородом происходит в топливных элементах, а выработанная энергия питает электрический двигатель.
Разработки мировых компаний
Сегодня продолжаются активные исследования по совершенствованию существующих конструкций. Перспективными являются электромобили, работающие по второму принципу – на топливных элементах.
Первые модели с двигателем внутреннего сгорания появились еще в 2007 году. Тогда концерн BMW представил модель Hydrogen 7. На одной заправке машина могла проехать:
на запасе жидкого водорода (8 кг) – до 300 км;
на бензине (74 л) – до 480 км.
Машина 12 лет назад была произведена в количестве 100 экземпляров. Годом позже появилась версия авто только с баком для водорода.
По такому же принципу работает Mazda RX-8 hydrogen. Но электромобиль на водородных топливных элементах признан более перспективным направлением. Не случайно Toyota начала научное сотрудничество с университетом в Шанхае по совершенствованию водородных топливных элементов.
Перспективность моделей на топливных элементах
Современным автомобилем с нулевым выбросом признана модель Toyota Mirai. Запас хода на одной «заправке» находится на уровне 500 км. На одно пополнение запасов топлива требуется 5 минут. В штате Калифорния уже действует около 50 специальных заправочных станций.
Среди перспективных разработок выделяются модели компании Hyundai:
модель Nexo на топливных элементах (запас хода до 800 км) – представлена в 2018 году;
машина Intrado с ДВС на водороде с запасом хода до 600 км – выпускается с 2014 года.
Подсчитано, что в стоимость 1 километра на электромобиле обходится почти вдвое дешевле по сравнению с машиной, где двигатель работает на ископаемом топливе. А машины на водородных топливных элементах при развитии сети станций и технологий будут еще экономичнее. При этом вред экологии полностью отсутствует, а запасы топлива неисчерпаемы.
В компаниях стремятся увеличить запас автономности машин до приемлемого уровня, снизить стоимость моделей. Одновременно многие фирмы ведут параллельную работу над конструкцией с использованием водорода, как источника энергии.
Противоречия и предпосылки для разработки автомобилей на водородных топливных элементах
Считается, что водород (H), как первый элемент в таблице Менделеева, является неиссякаемым источником энергии. При его использовании отсутствует вред экологии, поскольку на выходе образуется в незначительных количествах вода. Для сравнения, производство электромобилей требует расходов с учетом создания емких батарей, которые имеют ограниченный срок использования.
По возможной концепции автомобили на водородном топливе могут создаваться по двум направлениям:
- С использованием в основе двигателя внутреннего сгорания. В этом случае водород используется как топливо для сжигания и получения энергии традиционным способом.
- С созданием водородных топливных элементов. Такая концепция предполагает получение электрического тока для питания электромотора на приводных колесах.
В первом случае опасность хранения водорода в резервуаре связана с высоким давлением. Вещество хранится в жидком состоянии, при показателе «P» равным 700 bar. Первая задача производителя – сохранение герметичности резервуара в любых условиях. Ведь при взаимодействии водорода с воздухом (или кислородом) протекает неконтролируемый процесс горения (образуется гремучий газ).
Вторая технология не предполагает процесса горения. Взаимодействие водорода с кислородом происходит в топливных элементах, а выработанная энергия питает электрический двигатель.
Разработки мировых компаний
Сегодня продолжаются активные исследования по совершенствованию существующих конструкций. Перспективными являются электромобили, работающие по второму принципу – на топливных элементах.
Первые модели с двигателем внутреннего сгорания появились еще в 2007 году. Тогда концерн BMW представил модель Hydrogen 7. На одной заправке машина могла проехать:
на запасе жидкого водорода (8 кг) – до 300 км;
на бензине (74 л) – до 480 км.
Машина 12 лет назад была произведена в количестве 100 экземпляров. Годом позже появилась версия авто только с баком для водорода.
По такому же принципу работает Mazda RX-8 hydrogen. Но электромобиль на водородных топливных элементах признан более перспективным направлением. Не случайно Toyota начала научное сотрудничество с университетом в Шанхае по совершенствованию водородных топливных элементов.
Перспективность моделей на топливных элементах
Современным автомобилем с нулевым выбросом признана модель Toyota Mirai. Запас хода на одной «заправке» находится на уровне 500 км. На одно пополнение запасов топлива требуется 5 минут. В штате Калифорния уже действует около 50 специальных заправочных станций.
Среди перспективных разработок выделяются модели компании Hyundai:
модель Nexo на топливных элементах (запас хода до 800 км) – представлена в 2018 году;
машина Intrado с ДВС на водороде с запасом хода до 600 км – выпускается с 2014 года.
Подсчитано, что в стоимость 1 километра на электромобиле обходится почти вдвое дешевле по сравнению с машиной, где двигатель работает на ископаемом топливе. А машины на водородных топливных элементах при развитии сети станций и технологий будут еще экономичнее. При этом вред экологии полностью отсутствует, а запасы топлива неисчерпаемы.
https://econet.ru/articles/avtomobil-na-vodorodnyh-elementah-osobennosti-i-perspektivy
28.06.2019
Интересно почитать