Водород в автомобилях: опасности и сложности использования
минусы и Плюсы применения водорода в качестве автомобильного горючего
Начало 21-го века, как и начало XX века, это время изменений. Снова перед населением Почвы замаячила технологическая революция и снова основное место в ней занимают машины.
Как и сто лет назад стремительными темпами начали развиваться другие виды транспорта, не связанные с привычными нам двигателями внутреннего сгорания. Все чаще возможно видеть на дорогах гибриды каковые приводятся в перемещение электродвигателем и ДВС, в развитых государствах входят в обиход электрокары и совсем сравнительно не так давно, каких-то 7-10 лет назад, ученные и инженеры пророчили громадное будущее машинам с ДВС, трудящимся на самом распространенном элементе во вселенной- водороде.
Все это человечество проходило в начале прошлого столетия. А потому, снова подтверждает актуальность распространенное изречение: «Все новое- это прекрасно забытое старое».
на данный момент Планета переживает новый кризис, нефтяной. Лишь связан он не с недостатком нефти, ставшего на 100 лет локомотивом развития человечества, а с перенасыщенностью данного вида товара на рынке.
Это, возможно и имеется тот первый сигнал, говорящий о том, что «нефтяной век» подходит к концу. Как говориться, каменный век закончился не вследствие того что закончились камни. Исходя из этого так принципиально важно развивать запасной замысел на случай в случае если
21 век, в автомобильном мире, будет веком распространения разработок будущего. Но не всем новым разработкам суждено победить в естественном отборе.
И без того, менее десяти лет назад единственной настоящей альтернативой ископаемым видам горючего был водород. Прошли годы, а никаких важных подвижек в этом направлении сделано не было.
Напротив, аутсайдер того времени- электрокар, из пешек перешел в дамки, с возникновением Tesla и разработкой ими весьма надежных и прогрессивных аккумуляторная батарей всем стало очевидным- электрические машины- это действительно и на долгое время.
Из-за чего так оказалось? Так как водородный ДВС был фактически совершенным методом приводить в перемещение автомобиль. Он не потребовал громадных вложений в разработку нового агрегата (водород может употребляться в качестве горючего в простом двигателе внутреннего сгорания).
Согласно данным статистики, при применения водородного горючего мощность мотора упадет до 82-65%, если сравнивать с простым бензиновым мотором. Но внеся маленькие трансформации в совокупность зажигания- мощность того же двигателя увеличится до 118%.
Первый плюс ДВС трудящегося на водороде- нужны минимальные трансформации в конструкцию чтобы мотор перевести на новый вид горючего
Экологичность для того чтобы вида горючего кроме этого не поддается сомнениям. Последняя серийная разработка японской автомобилестроительной корпорации Toyota доказала, что «выброс» водородного автомобиля возможно выпивать. Это показал один зарубежный автожурналист.
Сделав пара глотков воды из выхлопной трубы Toyota Mirai, он заявил, что на вкус вода в полной мере себе кроме того ничего, дистиллированная, без примесей.
Значит второй плюс- экологичность. Никакого загрязнения внешней среды вредными выбросами. Сведение к минимуму парниковых газов и спасение отечественной красивой Планеты.
Вот к чему может привести применение этого топлива.
Следующий фактор о водородных двигателях (его возможно косвенно вычислять таковым). Исторически так сложилось, что водородом заправляли пионеров среди ДВС.
Первый водородный двигатель был выстроен французским конструктором, Франсуа Исаак де Ривазом аж в 1806 году.
Не забудем и смелые времена истории нашей страны. В блокадном Ленинграде на водород было переведено более 500 машин.
И они без особенных неприятностей несли собственную непростую работу.
Получается, что водород для сжигания в ДВС применяют уже давно. Значит, и неприятностей в разработке современного автомобиля не должно быть.
Четвертый фактор говорящий за целесообразность применения вещества с формулой H2- его большая распространенность. H2 возможно приобретать кроме того из отходов и сточных вод.
Довольно часто видящиеся вещества дешево стоят. Значит и водородное горючее не должно быть дорогим.
Пятый фактор. Водород может употребляться не только в ДВС.
Технологии кроме этого разрешают его использовать в так именуемом топливном элементе.
Топливный элемент отделяет один электрон в атоме водорода от одного протона и применяет электроны для получения электрического тока. Это электричество способно питать двигатель в электрокаре.
В топливных элементах кроме этого не употребляется ископаемое горючее, они не загрязняют среду. И основное- они надёжны, водород не имеет возможности самопроизвольно испарится из них, казалось бы, совершенный преемник двигателя внутреннего сгорания в качестве источника энергии для машин 21-го века.
Применение водорода может происходить в разных силовых установках, делая его эластичным к формированию разработок. Разрабатываемые современные водородные машины по большей части применяют данную схему, как самая безопасную и продуктивную.
Много плюсов, неправда ли? И они весьма весомые. Но из-за чего тогда до сих пор мы не видим миллионы водородных самодвижущихся экипажей около нас?
На другими словами собственные обстоятельства, и они кроме этого крайне важны.
Смотрите кроме этого: Десять самых необычных источников энергии для автомобильных двигателей
Давайте разглядим кое-какие из них, а также важные опасности, каковые смогут быть связаны с водородной энергетикой.
Минус номер один. Да, водород самый популярный элемент во всей Вселенной, но на Земле в чистом виде газообразный водород отыскать фактически нереально.
Данный газ очень легок. Исходя из этого в чистом виде он скоро поднимается к верхним слоям воздуха и уходит дальше в безвоздушное пространство.
В подавляющем количестве случаев атомы водорода связаны с другими типами атомов в разнообразные молекулы, каковые образуют разные вещества. К примеру, H2O, более известная как вода либо СН4, он же метан, оба содержат молекулы водорода.
Смотрите кроме этого: Подлинные радиационные опасности в отечественной окружающей среде
Исходя из этого, перед тем как он бывает использован в качестве горючего, водород сперва должен быть извлечен из этих веществ, а после этого переведен в особенное состояние, в большинстве случаев, в сжиженный вид.
На все эти действия требуются большие затраты энергии, соответственно и средств. К примеру, для извлечения H2 из воды посредством электролиза требуется много электричества, что сейчас просто не рентабельно.
По различным подсчетам цена литра сжиженного водорода образовывает приблизительно от $2 до 8 Евро в зависимости от метода его добычи.
Следующим звеном в цепочке- идет отсутствие развитой сети водородных заправок. Цена оборудования для таких заправочных станций в разы выше, чем у простой АЗС.
Существует разные проекты для водородозаправляющих станций, от хороших АЗС, до частных минизаправок. При сегодняшнем развитии смежных разработок, все эти проекты очень дороги и довольно страшны.
Развитие сети водородных заправок дело будущих десятилетий. Как раз столько должно пройти времени, в то время, когда цена их постройки будет целесообразна.
Существуют ли опасности, которые связаны с наличием громадного количества чистого водорода в одном месте? Непременно да.
В то время, когда жидкий водород хранится в резервуарах, это безопасно, но стоит ему просочится в вохдух, как он преобразовывается в гремучую смесь (гремучий газ).
Водородный автомобиль BMW: Прототип
В плюсах мы подчернули, что водородом возможно заправлять машины с простым двигателем внутреннего сгорания (дома не повторять! Страшно!!!), но простой двигатель проработает на чистом водороде не продолжительно.
Он скоро сломается. При сгорании водородной смеси выделяется больше тепла, чем при сгорании бензина, это может привести к перегреву поршней и клапанов при работе двигателя под высокими нагрузками.
Кроме этого под действием больших температур, H2 может оказывать влияние на материалы и смазки из которых сделан двигатель, что приведет к повышенному износу рабочих частей мотора.
Из этого неутешительный вывод, без весьма дорогостоящей модернизации ДВС, которая обязана приспособить мотор к работе на этом виде горючего, применение водорода не приведет к ожидаемому результату.
А до тех пор пока выстроенные объекты для заправки машин водородом скорее употребляются в качестве демонстрации возможностей и рекламного хода будущего.
Топливные ячейки. Эти надёжные элементы кроме этого не избежали ошибок и тернистого пути проб.
Как и с двигателями и заправочными станциями ДВС, все упирается в цена используемых разработок.
Приведем пример, в качестве катализатора в топливных элементах употребляется платина. Воображаете цена данной подробности?!
Кое-какие технологии так дороги, что несложнее жене приобрести платиновое кольцо с алмазом, чем заменить сломавшуюся деталь в водородном автомобиле.
Хорошая новость в этом дорогом деле содержится в том, что ученные непрерывно ищут замену драгоценному металлу. Разрабатываются новые разработки, тестирования проходят современные материалы.
В итоге топливные элементы будущего смогут снизить себестоимость в 1000 раз и более.
И наконец, возглавляет отечественный перечень минусов водородных разработок- смертельные опасности, которые связаны с жидким и газообразным водородом.
Возглавляет список неприятностей возгорания водорода. В присутствии окислителя – кислорода, водород может загореться, время от времени возгорание происходит в виде взрыва.
В соответствии с изучениям, для воспламенения водорода, достаточно одной 10-й части энергии, требуемой для воспламенения бензина. Несложнее говоря, хватает искры статического электричества чтобы гремучий газ вспыхнул.
Еще одна проблема заключается в том, что пламя водорода практически невидимо. При возгорании водорода пламя так тускло, что с ним не так- то .
Это весьма интересно: 5 «зеленых» разработок, в следствии которых мы не понимаем, из-за чего бензин до сих пор популярен
Еще одно летальное свойство водорода- он может привести к удушью. H2 не ядовит, но если вы станете дышать чистым водородом возможно задохнуться легко вследствие того что вы станете лишены кислорода.
Хуже того, нереально выявить, что концентрация водорода в воздухе высока, по причине того, что он невидим и не имеет запаха- равно как и кислород.
И наконец, как и любой сжиженный газ- водород имеет весьма низкую температуру. При утечке из бака и ярким контактом с открытыми участками тела человека он приведет к важному обморожению.
Вправду водород как страшен?
Возможно, по окончании прочтённого вы в шоке от того как страшен водород. И возможно ни при каких обстоятельствах не захотите приобрести себе водородный автомобиль.
В случае если в будущем покажется такая возможность.
В действительности не все так не хорошо. Потому, что газообразный водород очень легок, при утечке он скоро рассеется в воздухе.
Тогда и гремучей смеси не окажется, и опасность взрыва будет сведена к минимуму.
Что касается опасности удушья – такая неприятность возможно лишь в замкнутом пространстве, к примеру, в гараже. В случае если утечка водорода происходит на открытом воздухе, его концентрация будет маленькой и не страшной для жизни.
