Водородный двигатель


Как работает водородный двигатель и какие у него перспективы

Автомобили с водородными двигателями называют главными конкурентами электрокаров. Но у технологии пока что немало минусов, и, например, основатель Tesla Илон Маск называет ее «тупой и бесполезной». Прав он или нет?

С 2018 года в ЕС действует запрет на дизельные автомобили новейшего поколения в населенных пунктах [1]. Это стало поворотным моментом в развитии рынка электрокаров, а также — гибридных и водородных двигателей.

Великобритания еще в 2017-м высказывалась за полный запрет бензиновых авто к 2040 году. Тогда же, если верить исследованию Bloomberg New Energy Finance [2], на электрокары будет приходиться 35% от всех продаж автомобилей. Уже к 2030 году Jaguar и Land Rover планируют довести число электрокаров в своих линейках до 100% [3]. Часть из них тоже работает на водороде.

История развития рынка водородных двигателей

Первый двигатель, работающий на водороде, придумал в 1806 году французский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз [4]. Он получал водород при помощи электролиза воды.

Первый патент на водородный двигатель выдали в Великобритании в 1841 году [5]. В 1852 году в Германии построили двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который работал на воздушно-водородной смеси. Еще через 11 лет французский изобретатель Этьен Ленуар сконструировал гиппомобиль [6], первые версии которого работали на водороде.

В 1933 году норвежская нефтегазовая и металлургическая компания Norsk Hydro Power переоборудовала [7] один из своих небольших грузовиков для работы на водороде. Химический элемент выделялся за счет риформинга аммиака и поступал в ДВС.

В Ленинграде в период блокады на воздушно-водородной смеси работали около 600 аэростатов. Такое решение предложил военный техник Борис Шепелиц, чтобы решить проблему нехватки бензина. Он же переоборудовал 200 грузовиков ГАЗ-АА для работы на водороде.

Первый транспорт на водороде выпустила в 1959 году американская компания Allis-Chalmers Manufacturing Company — это был трактор [8].

Первым автомобилем на водородных топливных элементах стал Electrovan от General Motors 1966 года. Он был оборудован резервуарами для хранения водорода и мог проехать до 193 км на одном заряде. Однако это был единичный демонстрационный экземпляр, который передвигался только по территории завода.

В 1979-м появился первый автомобиль BMW с водородным двигателем. Толчком к его созданию послужили нефтяные кризисы 1970-х, и по их окончании об идее альтернативных двигателей забыли вплоть до 2000-х годов.

В 2007 году та же BMW выпустила ограниченную серию автомобилей Hydrogen 7, которые могли работать как на бензине, так и на водороде. Но машина была недешевой, при этом 8-килограммового баллона с газом хватало всего на 200-250 км.

Первой серийной моделью автомобиля с водородным двигателем стала Toyota Mirai, выпущенная в 2014 году. Сегодня такие модели есть в линейках многих крупных автопроизводителей: Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford и других.

Toyota Mirai 2016 года выпуска

Как работает водородный двигатель?

На специальных заправках топливный бак заправляют сжатым водородом. Он поступает в топливный элемент, где есть мембрана, которая разделяет собой камеры с анодом и катодом. В первую поступает водород, а во вторую — кислород из воздухозаборника.

Каждый из электродов мембраны покрывают слоем катализатора (чаще всего — платиной), в результате чего водород начинает терять электроны — отрицательно заряженные частицы. В это время через мембрану к катоду проходят протоны — положительно заряженные частицы. Они соединяются с электронами и на выходе образуют водяной пар и электричество.

Схема работы водородного двигателя

По сути, это — тот же электромобиль, только с другим аккумулятором. Емкость водородного аккумулятора в десять раз больше емкости литий-ионного. Баллон с 5 кг водорода заправляется около 3 минут, его хватает до 500 км.

Как работает водородный двигатель внутри Toyota Mirai

Где применяют водородное топливо?

  • В автомобилях с водородными и гибридными двигателями. Такие уже выпускают Toyota, Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford, Nissan, Daimler;
  • В поездах. Первый такой был выпущен в Германии компанией Alstom и ходит по маршруту Букстехуде — Куксхафен;
  • В автобусах: например, в городских низкопольных автобусах марки MAN.
  • В самолетах. Первый беспилотник на водороде выпустила компания Boeing, внутри — водородный двигатель Ford;
  • На водном транспорте. Siemens выпускает подводные лодки на водороде, а в Исландии планируют перевести на водородное топливо все рыболовецкие суда;
  • Во вспомогательном транспорте. Водород используют в электрокарах для гольфа, складских погрузчиках, сервисных автомобилях логистических компаний и аэропортов;
  • В энергетике. Электростанции мощностью от 1 до 5 кВт, работающие на водороде, могут обеспечивать теплом и энергией небольшие города и отдельные здания. Например, после аварии на Фукусиме в 2018 году Япония активнее начала переходить на водородную энергетику [9], планируя перевести на водород 1,4 млн электрогенераторов;
  • В смесях с обычным топливом. Например, с дизельным или газовым — чтобы удешевить производство.

Плюсы водородного двигателя

  • Экологичность при использовании. Водородный транспорт не выбрасывает в атмосферу диоксид углерода;
  • Высокий КПД. У двигателя внутреннего сгорания (ДВС) он составляет около 35%, а у водородного — от 45%. Водородный автомобиль сможет проехать на 1 кг водорода в 2,5-3 раза больше, чем на эквивалентном ему по энергоемкости и объему галлоне (3,8 л) бензина;
  • Бесшумная работа двигателя;
  • Более быстрая заправка — особенно в сравнении с электрокарами;
  • Сокращение зависимости от углеводородов. Водородным двигателям не нужна нефть, запасы которой не бесконечны и к тому же сосредоточены в нескольких странах. Это позволяет нефтяным государствам диктовать цены на рынке, что невыгодно для развитых экономик.

Минусы водородного двигателя

  • Высокая стоимость. Галлон бензина в США стоит около $3,1 [10], а эквивалентный ему 1 кг водорода — $8,6. Водородные батареи содержат платину — один из самых дорогих металлов в мире. Дополнительные меры безопасности также делают двигатель дорогим: в частности, специальные системы хранения и баки из углепластика, чтобы избежать взрыва.
  • Проблемы с инфраструктурой. Для заправки водородом нужны специальные станции, которые стоят дороже, чем обычные.
  • Не самое экологичное производство. До 95% сырья для водородного топлива получают из ископаемых [11]. Кроме того, при создании топлива используют паровой риформинг метана, для которого нужны углеводороды. Так что и здесь возникает зависимость от природных ресурсов.
  • Высокий риск. Для использования в двигателях водород сжимают в 850 раз [12], из-за чего давление газа достигает 700 атмосфер. В сочетании с высокой температурой это повышает риск самовоспламенения.

Водород обладает высокой летучестью, проникает даже в небольшие щели и легко воспламеняется. Если он заполнит собой весь капот и салон автомобиля, малейшая искра вызовет пожар или взрыв. Так, в июне 2019 года утечка водорода привела к взрыву на заправке в Норвегии. Сила ударной волны была сопоставима с землетрясением в радиусе 28 км. После этого случая водородные АЗС в Норвегии запретили

Водород для топлива можно получать разными способами. В зависимости от того, насколько они безвредны, итоговый продукт называют [13] «желтым» или «зеленым». Желтый водород — тот, для которого нужна атомная энергия. Зеленый — тот, для которого используют возобновляемые ресурсы. Именно на этот водород делают ставку международные организации.

Самый безвредный способ — электролиз, то есть, извлечение водорода из воды при помощи электрического тока. Пока что он не такой выгодный, как остальные (например, паровая конверсия метана и природного газа). Но проблему можно решить, если сделать цепочку замкнутой — пускать электричество, которое выделяется в водородных топливных элементах для получения нового водорода.

Водородный транспорт в России

В России в 2014 году появился свой производитель водородных топливных ячеек — AT Energy. Компания специализируется на аккумуляторных системах для дронов, в том числе военных. Именно ее топливные ячейки использовали для беспилотников, которые снимали Олимпиаду-2014 в Сочи.

В 2019 году Россия подписала Парижское соглашение по климату, которое подразумевает постепенный переход стран на экологичные виды топлива.

Чуть позже «Газпром» и «Росатом» подготовили совместную программу развития водородной технологии на десять лет.

Главный фактор, который может обеспечить России преимущество на рынке водорода — это богатые запасы пресной воды [14] за счет внутренних водоемов, тающих ледников Арктики и снегов Сибири. Вблизи последних уже есть добывающая инфраструктура от «Роснефти», «Газпрома» и «Новатэка».

В конце 2020 года власти Санкт-Петербурга анонсировали [15] запуск каршеринга на водородном топливе совместно с Hyundai. В случае успеха проект расширят и на другие крупные города России.

Перспективы технологии

Вокруг водородных двигателей немало противоречивых заявлений. Одни безоговорочно верят в их будущее — например, Арнольд Шварценеггер еще в 2004 году, будучи губернатором Калифорнии, обещал [16], что к 2010 году весь его штат будет покрыт «водородными шоссе». Но этого так и не произошло. В этом отчасти виноват глобальный экономический кризис: автопроизводителям пришлось выживать в тяжелейших финансовых условиях, а подобные технологии требуют больших и долгосрочных вложений.

Другие, напротив, критикуют технологию за ее очевидные недостатки. Так, основатель Tesla Илон Маск назвал водородные двигатели «ошеломляюще тупой технологией» [17], которая по эффективности заметно уступает электрическим аккумуляторам. Отчасти он прав: сегодня водородным автомобилям приходится конкурировать с электрокарами, гибридами, транспортом на сжатом воздухе и жидком азоте. И пока что до лидерства им очень далеко.

С одной стороны, в Европе Toyota Mirai II стоит несколько дешевле, чем Tesla Model S (€64 тыс. против €77 тыс.) [18]. Полная зарядка водородного автомобиля занимает около 3 минут — против 30-75 минут для электрокара. Однако вся разница — в обслуживании: Toyota Mirai вмещает 5 кг водородного топлива [19] по цене $8-9 за кг. Таким образом, полный бак обойдется в $45, и его хватит на 500 км — получаем около $9 за 100 км пробега. Для Tesla Model S те же 100 км обойдутся всего в $3.

Но у водородного топлива есть существенное преимущество перед электрическими аккумуляторами — долговечность. Если аккумулятора в электрокаре хватает на три-пять лет, то водородной топливной ячейки — уже на восемь-десять лет. При этом водородные аккумуляторы лучше приспособлены для сурового климата: не теряют заряд на морозе, как это происходит с электрокарами.

Есть еще одна перспективная сфера применения водородного топлива — стационарное резервное питание: ячейки с водородом могут снабжать энергией сотовые вышки и другие небольшие сооружения. Их можно приспособить даже для энергоснабжения небольших автономных пунктов вроде полярных станций. В этом случае можно раз в год наполнять газгольдер, экономя на обслуживании и транспорте.

Основной упрек критиков — дороговизна водородного топлива и логистики. Однако Международное энергетическое агентство прогнозирует, что цена водорода к 2030 году упадет минимум на 30% [20]. Это сделает водородное топливо сопоставимым по цене с другими видами [21].

Если вспомнить, как развивался рынок электрокаров, то его росту способствовали три главных фактора:

  1. Лобби со стороны развитых государств: в США [22], ЕС [23], Японии [24], России [25] и других странах приняты законы в поддержку экологичного транспорта.
  2. Удешевление аккумуляторов: согласно исследованию Bloomberg New Energy Finance, за последние десять лет цены на литий-ионные аккумуляторы упали с $1200 до $137 за кВт·ч.
  3. Развитие инфраструктуры: специальные электрозарядные станции и зарядки в крупных бизнес-центрах, на парковках ТЦ и аэропортов.

Водородные двигатели ждет примерно тот же сценарий. В Toyota видят главные перспективы [26] для водородных двигателей в компактных автомобилях, а также в среднем и премиум-классе. Пока что производство не вышло на тот уровень, чтобы бюджетные модели работали на водороде и оставались рентабельными. Современные водородные машины стоят вдвое дороже обычных [27] и на 20% больше, чем гибридные.

Согласно прогнозу Markets&Markets [28], к 2022 году объем мирового производства водорода вырастет со $115 до $154 млрд. Остается главный вопрос: как быть с инфраструктурой? Чтобы водородные двигатели стали массовыми, нужны сети заправок, трубопроводы для топлива, отлаженные логистические цепочки. Все это пока только зарождается. Но и тут есть позитивные сдвиги: например, канадская Ballard Power по заказу китайского Министерства транспорта запустила пилотный проект, в рамках которого водородное топливо можно будет заливать в обычные АЗС.

есть ли у них будущее

Загрязнение атмосферы вызывает серьезную озабоченность общественности, организаций по защите окружающей среды. Реальной альтернативой ДВС являются водородные транспортные средства и автомобили на электротяге.

Электричество или водород

В настоящее время существует актуальная проблема, которая заключается в том, что 60% электроэнергии, потребляемой во всем мире, производится на тепловых электростанциях. Для того чтобы обеспечить возросший спрос на электричество, придется сжигать углеводороды в еще больших количествах. Даже при полной замене ДВС электродвигателями произойдет перераспределение вредных выбросов, уменьшение будет не столь значительным. Концентрация CO2 в воздухе снизится в мегаполисах, но возрастет в местах расположения ТЭС. Кроме того, автомобиль не единственный источник загрязнения окружающей среды: об электрических кораблях, самолетах пока не идет даже речи.

Водородная энергетика в этом смысле предпочтительнее. Добыча водорода сопровождается микроскопическими, по сравнению со сжиганием углеводородов, выбросами токсичных веществ. Выхлоп автомобиля на водороде на 99,99% состоит из чистого водяного пара, безвредного для окружающей среды. Но тут возникают другие проблемы, которые носят экономический, технологический, инфраструктурный характер.

Как устроен водородный двигатель

Разработаны два вида двигателей работающих на водороде:

  • обычный ДВС, где вместо бензина используется водород;
  • с применением топливных элементов.

В первом случае используется все тот же двигатель внутреннего сгорания. Инженерные решения направлены на оптимизацию горения смеси водорода с воздухом, разработку системы питания и снижение взрывоопасности. Данная концепция распространения не получила. Водород, который отличается высокой чистотой, в камере сгорания контактирует с маслом. Поэтому отработанные газы, пусть в значительно меньшем количестве, но содержат токсичные компоненты. Помимо этого, эксплуатация таких автомобилей небезопасна, требует значительных затрат.

При использовании топливных элементов транспортное средство, которое приводится в движение водородным двигателем, принципиально является тем же электромобилем. Разница в том, что на чистой электротяге батарея заряжается от внешних источников, а в водородном автомобиле электроэнергия непрерывно черпается из топливных элементов.

Они состоят из двух камер, одна из которых является анодом, а другая катодом. Между ними находится мембрана. Все компоненты покрыты дорогостоящими редкоземельными металлами, играющими роль катализатора. В результате реакции гидролиза водород, находящийся в анодной камере, соединяясь с кислородом из атмосферного воздуха в катоде, превращается в водяной пар. Процесс сопровождается выделением свободных электронов, которые поступают в электрическую сеть автомобиля.

Такая схема значительно эффективнее, практически отсутствуют вредные выхлопы. Львиная доля усилий конструкторов направлена на развитие двигателей на топливных элементах.

Преимущества и недостатки водородных двигателей

Достоинства и недостатки силовых агрегатов с топливными элементами вытекают из особенностей водорода как топлива, технического уровня двигателей. Факторы, считающиеся безоговорочным достоинствами:

  • простота конструкции, соответственно, надежность;
  • КПД, превышающий таковой у бензинового двигателя, но уступающий электрическому;
  • отсутствие каких-либо шумов;
  • почти полное отсутствие вредных выбросов;
  • высокая мощность двигателей;
приемлемая автономность: современные водородные автомобили способны преодолевать на одной заправке до 500 километров.

Среди недостатков можно выделить следующие:

  • увеличенная масса автомобиля;
  • взрывоопасность водорода, которая резко повышается при наличии неисправностей в двигателе;
  • высокая стоимость эксплуатации автомобиля.

Реальная эксплуатация показывает, что километр пути на автомобиле с водородным двигателем обходится минимум на 50% дороже, по сравнению с бензиновым ДВС. Расход водорода в несколько раз меньше, чем бензина, но все перекрывает его цена.

В этом кроется главная проблема водородной энергетики. В виде соединений с другими веществами запасы h3 на Земле безграничны, но в чистом виде его почти нет. Для его получения используется сложная технология. К этому добавляются проблемы хранения, транспортировки, создания инфраструктуры.

Перспективы водородных автомобилей

Для того чтобы полноценно осветить на этот вопрос, необходимо точно знать цель, с которой бензиновый двигатель пытаются заменить водородным. Если речь идет о внедрении технически более совершенного двигателя, то в этом ракурсе перспективы водородоавтомобилей почти такие же, как и у бензиновых агрегатов, немного выше. ДВС, как бы он не совершенствовался, имеет принципиальное ограничение: низкий коэффициент полезного действия.

Водородный двигатель в этом смысле предпочтительнее, но уступает электромобилям. С другой стороны, обогреть салон чистым электричеством, без снижения автономности, невозможно: запас на автомобиле ограничен. Водородные двигатели таких проблем не знают: при гидролизе выделяется тепло.

Если приоритетом является экология, здесь водородный двигатель имеет приоритет перед остальными. Но не все так однозначно. Современные технологии добычи водорода находятся на таком уровне развития, что дешевле всего получать h3 путем сжигания газа или угля. При этом выделяется углекислый газ, для борьбы с которым и внедряют водородный автомобиль. Экологически чистые способы добычи водорода не обладают достаточной производительностью, значительно повышают его стоимость, которая и так немаленькая.

Если удастся разработать экономичную, производительную, экологически чистую технологию добычи водорода, автомобиль на таком топливе, без сомнения, получит широкое распространение. По эксплуатационным характеристикам он уже сейчас превосходит ДВС.

По сравнению с электрическим у водородного двигателя существует ключевое преимущество: на заправку водородом потребуется около 5 минут, тогда как зарядка батареи на специальных станциях занимает несколько часов.

Водородный транспорт — хорошая идея только в теории / Хабр

Я очень хочу потыкать острой палкой в идею об электрических автомобилях на водородных топливных элементах (ТЭ). Некоторые люди совершенно очарованы этой идеей. Как можно не очароваться? На вход подается водород, абсолютно "чистое" топливо, а на выходе получается только вода или пар, и никакого углекислого газа, оксидов азота, сажи, и т. д. Водородный двигатель — тихий и компактный. Это не тепловой двигатель, и поэтому на него не распространяются жесткие ограничения цикла Карно. Заправка очень быстрая и не сильно сложнее чем обычная бензиновая заправка.

Кроме того, если вы — нефтяная компания, и спрос на бензин и дизель начнет уменьшаться, вы только что обнаружили новое топливо, которое можно продавать! Вы спасены!

Если вы живете в частном доме и хотите потреблять меньше энергии, вы думаете что можете делать водород из воды используя электричество от солнечных панелей на крыше, убивая сразу двух зайцев: вы получаете топливо для вашей машины и запасаете излишки энергии от солнечной генерации, с помощью единственной магической технологии. Звучит потрясающе!

К сожалению, дьявол кроется в деталях, и он не то чтобы сильно прячется, если вы будете смотреть внимательно.

В моей предыдущей статье я обсуждал эффективность в энергетических циклах двигателей внутреннего сгорания и электрических автомобилей. Я буду ссылаться на результаты из этой статьи когда буду делать предположения об электрических автомобилях на топливных элементах (fuel cell electric vehicle, FCEV). Я буду делать аналогичные допущения и использовать похожие источники.

Дисклеймер: я упомянут в нескольких патентах компании Texaco о получении водорода из природного газа для подачи на протонообменную мембрану (ПОМ, ПЭМ) топливных элементов (теперь патенты принадлежат Chevron, которая поглотила Texaco). Я занимался водородом еще с институтских времен, и примерно каждый второй проект на протяжении десятилетий, которые я провел в компании Zeton, включал в себя водород или синтез-газ.

Однако, еще раз хочу четко сказать: водород это прекрасная идея — в теории. Но большая проблема с водородом заключается... в самой молекуле водорода. Никакие изобретения или технологии не решат эту проблему.

Давайте разбирать цепочку эффективности электрического транспорта на водородных топливных элементах этап за этапом, также как мы делали с двигателем внутреннего сгорания и электрическими машинами на аккумуляторах (battery electric vehicle, BEV).

Производство водорода

КПД самого производства водорода — примерно 70%, в лучшем случае, к сожалению. Я недавно [статья 2017 года — прим. перев.] разговаривал с Hydrogenics, большим производителем щелочных и ПЭМ-электролизеров. Эффективность их более дешевых щелочных электролизеров — примерно 60%, а эффективность ПЭМ-электролизеров — 70%, когда он работает на минимальном токе. (Вы можете делать гораздо больше водорода на этом же приборе просто увеличив ток, но жертвуя эффективностью.) Это достаточно близко к теоретическому пределу эффективности электролиза — ~83%, которая получается, если поделить низшую теплоту сгорания (HTC) получаемого водорода на энергию затрачиваемую на электролиз. Мы не вернем эту потерю в топливном элементе потому что мы не используем теплоту конденсации водяного пара.

Большинство производителей электролизеров указывают КПД в расчете на высшую теплоту сгорания (ВТС), то есть включая теплоту конденсации пара. В этом случае 70% (НТС) КПД электролизеров превращаются в примерно 83% (ВТС).

Проблема электролиза в том, что часть энергии очевидно идет на создание молекул кислорода. Это может быть полезно в больших системах, которые могут собирать и сжимать чистый кислород (который затем можно продавать), либо если водород используется не как топливо, а как сырье в технологическом процессе, и этот процесс также использует кислород. К сожалению, водородная заправка не будет использовать кислород, она будет просто выпускать его в воздух.

Поэтому давайте остановимся на 70% (НТС) КПД конвертации электричества в водород, предположительно, электричества от возобновляемых источников (ВИЭ). Если совсем строго, мы еще должны учесть 6% потерь в электросети от источника электричества до электролизера.

70% КПД электролиза почти совпадает с наивысшей доступной на данный момент эффективностью технологии получения водорода из природного газа, парового риформинга (паровой конверсии) метана (steam methane reforming, SMR). Большие установки повышают эффективность, утилизируя теплоту продуктов процесса и сжигая побочные газы после очистки водорода.

Максимально чистый водород нужен, чтобы увеличить эффективность и долговечность топливных элементов. Они очень чувствительны к угарному газу, который уменьшает эффективность платинового катализатора в топливном элементе (то есть, является каталитическим ядом). К сожалению, невозможно конвертировать углеводороды в водород, не получив на выходе также какое-то количество угарного газа. Более того, сам катализатор может преобразовать углекислый газ в угарный газ, поэтому водородное топливо должно быть полностью очищено от обоих газов. Даже инертные газы, такие как аргон и азот, уменьшают эффективность ПЭМ-топливного элемента, потому что надо позаботиться об их выводе на аноде. Поэтому реальные топливные элементы требуют очень чистый водород: посмотрите на спецификации ПЭМ-топливных элементов производства Ballard, Plug Power, и других.

К сожалению, эффективность паровой конверсии метана стремительно падает с уменьшением установки. Тепловые потери увеличиваются, что имеет особенно большое значение в таком высокотемпературном процессе как паровая конверсия. Вы быстро обнаружите это когда попробуете спроектировать процесс для относительно небольшой водородной заправки.

Доставка природного газа по трубопроводам к установке по паровой конверсии в водород и последующая доставка водорода от централизованной установки к заправкам скорее всего будет стоить больше чем 6% от энергии конечного водорода, но давайте будем щедрыми и примем эти потери тоже за 6% чтобы делать меньше подсчетов (хотя, в конечном счете, это все равно будет неважно). Таким образом, вне зависимости от того, начинаем мы с электричества или с метана, мы приходим к 70%*94% ~= 66% КПД производства водорода, без существенных возможностей для улучшения потому что мы уже близки к термодинамическим пределам.

Стоит отметить что КПД электролиза горячего пара может казаться очень высоким (даже выше 100%), например, при использовании твердооксидного топливного элемента в реверсе. Естественно, при этом не учитывается работа по испарению воды и нагреву пара. Никто не использует электролиз пара если у него нет а) источника "бесплатного" пара и б) процесса в котором используется горячий водород или горячий кислород или желательно оба газа. Кроме того, как всякие высокотемпературные устройства, паровые электролизеры "не любят" работать с перерывами, поэтому вам также нужен стабильный круглосуточный источник электричества, а возобновляемые источники — не стабильные.

Хранение водорода

Теперь нам надо хранить водород, и загвоздка опять в самой молекуле. Хотя плотность энергии водорода на единицу массы очень большая, даже в форме криогенной жидкости (при температуре 24 выше абсолютного нуля) водород имеет плотность всего 71 кг/м3. Поэтому единственная практичная на данный момент форма хранения водорода для небольших машин — это газ высокого давления. Любые способы увеличения объемной плотности хранения водорода или уменьшения давления (например, гидриды металлов, абсорбенты, органические носители, и т. д.) или сильно увеличивают массу бака, или увеличивают потери водорода во время хранения, или требуют энергии для извлечения водорода. Я бы не рассчитывал на некий магический прорыв в этой области: у нас было тридцать лет на исследования с того момента, как водород стал всерьез рассматриваться как топливо.

Про опасность водорода хорошо известно, и в моей статье не будет картинки с дирижаблем "Гинденбург"! На самом деле, уже достаточно давно научились безопасно обращаться с водородом в промышленности если использовать разные меры предосторожности. Но я не хочу, чтобы мои соседи даже думали о производстве водорода под давлением 400 или 600 атмосфер с помощью своих домашних солнечных панелей. Это кажется мне кошмарной идеей по многим причинам.

Чтобы сжать водород с давления ~20 атмосфер на выходе с установки по паровой конверсии из метана или с примерно атмосферного давления (на выходе из некоторых электролизеров) до 400 атмосфер надо потратить энергию, обычно электричество. К сожалению, мы вынуждены рассеивать тепло от сжатия водорода на достаточно низкой температуре чтобы сберечь элементы компрессора, и поэтому это тепло трудно как-то использовать. Более того, давление в баке на заправке может снизиться с 400 атмосфер только до 395 во время заправки одной машины, поэтому вся работа по сжатию делается при самом высоком коэффициенте сжатия [я не понимаю, что тут сказано — прим. перев.]. Бак на заправке должен быть очень большим. В противном случае, требования заправляющего компрессора или ограничения по переносу тепла могут уменьшить скорость заправки (ведь мы помним, что скорость заправки — чуть ли не главная причина, по которой нам интересен водород в качестве топлива для транспорта!).

На большом масштабе, с гигантскими компрессорными агрегатами, можно хранить водород под большим давлением теряя не больше 10% от теплоты сгорания (НТС) хранимого водорода на работу компрессоров, что, на самом деле, удивительно хорошо, учитывая вышесказанное. (Заметим, что политропный КПД самих компрессоров — это лишь малая часть этих потерь. Мы смотрим на другую меру эффективности.) К сожалению, когда мы уменьшаем размер компрессоров, эффективность улетает вниз. Многоступенчатый диафрагменный компрессор для автомобиля может потреблять до половины энергии сжимаемого водорода или даже больше. При уменьшении масштаба также растут капитальные расходы в расчете на единицу энергии проходящей через установку на протяжении ее жизненного цикла. Прискорбно, что транспортировка водорода на большие расстояния нереалистична по той же причине, по которой его тяжело хранить — свойства молекулы. [Тут автор не развивает мысль почему транспортировка водорода на большие расстояния нереалистична, но в другой статье он пишет, что доставка водорода по трубопроводам требует в три раза больше энергии, чем доставка природного газа, на единицу переносимой энергии — прим. перев.] Все мечты о "водородной экономике" предполагают малые и распределенные системы производства водорода, так что мы не должны гонять водород с места на место, что оставляет нам только один реалистичный вариант: электролиз.

Таким образом, у нас остается 70% (производство) * 94% (потери в электросети или на работу трубопровода) * 90% (хранение под высоким давлением) = 59% КПД от исходной энергии до бака автомобиля. Для сравнения, для бензина этот показатель — 80%. Конечно, мы не будем использовать водород в неэффективном двигателе внутреннего сгорания как замену бензину, особенно если водород получен из углеводородов: мы бы лучше просто сжигали эти углеводороды в ДВС напрямую.

Если нас заботят выхлопы парниковых газов, производство водорода из метана точно не решает проблему [см. недавнюю статью "Насколько чист "голубой" водород?" на эту тему — прим. перев.]. Мы бы лучше просто ездили на Приусах. Электролиз с использованием электричества из возобновляемых источников — это единственный возможный вариант.

Топливный элемент с протонообменной мембраной

Печально, но мы все еще не закончили терять энергию — далее идут потери в топливном элементе. Хотя это и не тепловой двигатель, топливный элемент все равно имеет собственные термодинамические пределы. Топливные элементы достигают эффективности в 50–60%, и это недалеко от теоретического предела в 83% для идеального топливного элемента. 

Давайте будем щедрыми и возьмем 60% как КПД топливного элемента. Реальные ТЭ которые можно купить имеют эффективность около 50% — лучше, чем у небольшого двигателя, примерно так же, как у судовых двигателей или стационарных скоростных двигателей, или у газовых турбин.

Вся цепочка, от источника энергии до колес

Учитывая эффективность электрического инвертора и мотора (90%), общая эффективность "от электростанции до колес" — 94%*70%*90%*60%*90% = 32%. Напомню, что по показателю "от скважины до колес", Приус достиг эффективности 30% на бензине, то есть мы "сделали" Приус, и это без вредных выхлопов. И с быстрой заправкой. Ура! Ура?...

Мой самодельный электрический автомобиль, "E-Fire", имеет эффективность 76.5%... и тоже не дает никаких выхлопов. [Источник этой оценки неясен: если автор берет такие же потери в инверторе, моторе, и электросети, его батарея должна иметь КПД 90%. — прим. перев.] несмотря на очень маленькую батарею по нынешним стандартам, всего 18.5 кВч, этого хватает на мою дорогу до работы и обратно. Я уже проехал на этой машине 20 тыс. км. без парниковых выхлопов, и я никогда не ждал ее зарядки: я заряжаю ее один раз ночью, и один раз утром на работе. Эта машина не делает всего того, что делает машина с ДВС, не пытается, и не должна этого делать.

Капитальные затраты на водородный стек

Таким образом, электромобили на топливных элементах (FCEV) в лучшем случае примерно в 2.4 раза хуже чем лучшая доступная сейчас альтернативная технология, электромобили на аккумуляторах (BEV). Взамен мы получаем более быструю заправку и, возможно, немного большую дальность хода на одной заправке, и это все. Не слишком ли высока цена за немного большее удобство? Хотя, подождите, мы ведь даже не начали говорить о цене....

Водород это очень дорогое топливо, с любой точки зрения.

В 2.4 раза худшая эффективность транспорта на топливных элементах означает что мы должны установить в 2.4 раза больше генерирующих мощностей из возобновляемых источников. Сам по себе этот факт должен заставить сторонников водорода задуматься.

Мы также должны построить инфраструктуру по распределению водорода. Вы не будете заправляться водородом дома, это слишком огнеопасно. Это значит что кто-то должен заняться этой инфраструктурой как бизнесом, но никто не захочет это делать потому что на этом не получится заработать.

Наконец, давайте посмотрим на сам электромобиль на ТЭ. В нем, конечно, должен быть бак для водорода и топливные элементы. А также все остальные части обычных электромобилей, включая аккумулятор! Аккумулятор будет меньше, ближе по размеру к аккумуляторам в гибридах, но он все равно нужен чтобы было куда девать энергию от рекуперативного торможения, чтобы управлять потребностями в системе топливных элементов чтобы уменьшить ее стоимость. Батарея также нужна во время старта и выключения топливных элементов. Таким образом, электромобиль на ТЭ — это гибрид.

В дополнение ко всему вышесказанному, сами топливные элементы по-прежнему очень дороги. Хотя цены однозначно снизятся с началом массового использования и производства, также как сейчас снижаются цены на литий-ионные аккумуляторы, металлы платиновой группы (МПГ), такие как платина и палладий, используемые в катализаторах топливных элементов, не позволят ценам упасть слишком сильно. Уменьшите долю МПГ, и топливные элементы станут еще более чувствительными к примесям в водороде, и, я подозреваю, эффективность упадет. Замените МПГ на более дешевые металлы, такие как никель, и большая часть преимуществ топливных элементов пропадет: они должны будут работать при более высоких температурах, и т. д.

Toyota Mirai, электромобиль на топливных элементах

Означает ли это, что водород — это мертвая идея для персональных электромобилей? Одним словом, на мой взгляд, ДА. Я полностью согласен с Илоном Маском в этом вопросе. Разве что, уточнив, что мы говорим не о мире в котором электричество ничего не стоит, или его цена даже становится отрицательной потому что генерация из возобновляемых источников становится такой дешевой что не требует вообще никаких денежных вложений. Но я готов поспорить, что а) этого никогда не произойдет, б) даже если мы приблизимся к этой странной экономической ситуации, капитальные затраты и другие практические проблемы с электролизерами, компрессорами, резервуарами для хранения и топливными элементами все равно полностью убьют идею.

Сравнение двух реальных автомобилей которые можно купить (по крайней мере, в Калифорнии) показывает, что мои оценки оптимистичны в пользу водорода. Для автомобилей с аналогичными характеристиками и дальностью хода, водородный автомобиль потребляет в 3.2 раза больше энергии и стоит в 5.4 раза больше в расчете на проеханный километр:

Конечно, обе технологии будут улучшены в будущем, но расчеты выше по тексту задают пределы. Невозможно преодолеть законы термодинамики неким хитрым изобретением или принимая желаемое за действительное.

Означает ли все это, что топливные элементы вообще не нужны? Вовсе нет! Существуют устоявшиеся области в которых ПЭМ-топливные элементы имеют смысл, но это лишь те ситуации, где энергоэффективность гораздо менее важна, чем, например, быстрая заправка. Таким образом, Plug Power находит свою нишу на рынке складских вилочных погрузчиков, особенно на охлаждаемых складах.

Вилочный погрузчик на топливных элементах

То же самое относится к так называемым "power to gas" (P2G) схемам. Это совсем другая модель: они используют "избыточную" возобновляемую электроэнергию для производства водорода, который затем под низким давлением подмешивается в газовую сеть, где в конечном итоге используется для производства тепла, часто в устройствах, которые в конечном итоге рекуперируют тепло конденсации водяного пара (продукта горения водорода). Как средство хранения электроэнергии схемы P2G настолько смехотворно неэффективны, что о них даже не стоит говорить, но зато они требуют лишь небольших капитальных вложений и сокращают выбросы парниковых газов, когда водород вытесняет метан. Это не так уж и плохо, если только вы не сделаете вывод, что однажды мы ПОЛНОСТЬЮ заменим природный газ водородом... Это будет очень глупо.

Другие применения водорода на транспорте

На данный момент, в некоторых видах транспорта: самолеты, поезда, суда, аккумуляторы практически или совсем неприменимы. Главный вопрос в этих случаях стоит так: насколько мы заботимся о токсичных выбросах? Если они волнуют нас больше всего, водород — единственные решение. Но если мы больше думаем о парниковом эффекте, мы также можем использовать биотопливо как альтернативу водороду. [При сжигании биотоплива в воздух попадает углекислый газ, но этот углерод был извлечен из атмосферы самими растениями в течение предыдущего года, поэтому общий атмосферный баланс не нарушается — прим. перев.] Для самолетов биотопливо, скорее всего, — это единственное практическое решение до тех пор пока мы не изобретем что-то с гораздо большей плотностью энергии, чем литий-ионные аккумуляторы, возможно, перезаряжаемые металл-воздушные аккумуляторы. И хотя мы не сможем полностью заменить бензин и дизель на биотопливо, даже если полностью забудем об экономике (цифры по этому поводу см. на сайте www.withouthotair.com), если мы покроем 90% перевозок (в километрах, или тоннокилометрах) электричеством, мы можем производить достаточно биотоплива чтобы покрыть оставшиеся 10%, ПЛЮС все те другие виды транспорта, в которых в сейчас невозможно использовать аккумуляторы. Гораздо важнее избавиться от токсичных выхлопов в городах, чем на трассах, в море, или высоко над землей.

Очевидно, что использование водорода или электрохимии для уменьшения выбросов CO2 с целью получения жидких углеводородов значительно менее эффективно, чем сам водород [я не понимаю, что тут сказано — прим. перев.]. То же самое и с аммиаком, который кажется кому-то способом преодолеть некоторые недостатки водорода. Аммиак — ядовитый газ, и, опять же, производить его менее эффективно, чем водород. Мысль о заправке автомобилей аммиаком повергает меня в ужас, учитывая количество смертей, связанных с аммиаком в результате его использования в качестве хладагента и в сельском хозяйстве.

Так называемое "e-топливо" (e-fuel, power-to-liquid) — это, на самом деле, производная водородного топлива. Оно делается из углекислого газа, воды (продукт горения водорода), и электричества. При реверсе термодинамического процесса неизбежны потери. С учетом того, что потом мы используем это топливо в неэффективном ДВС, вся схема получается очень очень неэффективной.

Е-топливо - это способ использовать еще больше излишков энергии в тщетных попытках превратить водород в более эффективное (удобное) топливо. К сожалению, если мы не сможем производить достаточно биотоплива для того транспорта, в котором мы не можем использовать аккумуляторы, нам, возможно, придется сначала использовать топливные элементы, и только в самом крайнем случае — е-топливо. И мы будем горько плакать, глядя на его стоимость.

Настоящее будущее "зеленого" водорода

Сейчас более 96% водорода производится из ископаемого топлива либо целенаправленно (паровая или автотермальная конверсия метана), либо как побочный продукт при производстве нефти. Мы должны научиться производить водород очень эффективно из возобновляемого электричества, но не тратить его как автомобильное топливо, а использовать при производстве удобрений: аммиака и мочевины. Нам придется избавиться от гигантской инфраструктуры по производству и доставке углеводородов.

В продолжение темы, читайте мою статью: "Hydrogen from renewable energy — our future?" Или зеленый камуфляж?

Дисклеймер [от автора статьи, не переводчика]: все что я пишу в своих статьях — это мое личное мнение. Я пытаюсь всегда приводить ссылки на источники, когда могу. Скорее всего, в моих цифрах и рассуждениях есть ошибки. Я заранее извиняюсь за них. Если вы можете указать мне на них со ссылкой на хороший источник, я отвечу и исправлю текст. Мой работодатель, Zeton Inc., работает в совсем другой области, и не имеет ни интереса, ни даже позиции по поводу водорода. Мы проектируем и строим пилотные установки.

Когда в России появятся водородные автомобили — Российская газета

На стыке 2020-2021 годов в мире начался водородный бум. Сейчас чуть ли не дурным тоном считаются возражения прогнозам, что через десяток-другой лет элемент N 1 заменит все виды углеводородного топлива в энергетике и на транспорте.

Наша страна не остается в стороне от водородного тренда. В ноябре прошлого года премьер Михаил Мишустин утвердил программу развития водородной энергетики в России до 2024 года. Далее последовали высказывания высшего истеблишмента о потенциале развития водородной энергетики в стране. Подытожил ряд программных выступлений Владимир Путин, поставив правительству задачу разработать к 2023 году автобус на водороде, а позже и локомотив. Так что повернуть назад не получится.

"Японская Toyota запустила массовые продажи своего водородного автомобиля Toyota Mirai еще в 2015 году. В Германии на регулярной основе курсирует пригородный поезд на водороде производства Alstom, ожидаются поставки еще 27 подвижных составов. В мире существует множество подобных проектов, - рассказал "РГ" гендиректор компании Drive Electro, доктор технических наук, профессор Института механики и энергетики имени В.П. Горячкина Сергей Иванов, - в то же время водородный транспорт пока не вышел на массовое производство. Даже в Японии, стране, где "дорожную карту" по переходу на водородную энергетику подписали еще в 2014 году, на всю страну всего 2,5 тысячи таких машин".

Почему же не происходит скачка в развитии водородного транспорта и когда стоит ждать массового использования водородных автомобилей в России? Разбираемся в этом вместе с экспертом.

Водородный транспорт - это тоже электромобиль, только более продвинутый, объясняет Сергей Иванов. Вместо аккумуляторных батарей электродвигатель питают топливные элементы. Такая техника надежна, неприхотлива, бесшумна, работает без вредных выбросов. Использование водорода особенно актуально для ТС, которые передвигаются на большие расстояния. Без дополнительной заправки можно проехать от 500 до 1000 километров. Плюсы использования водородного двигателя очевидны и в целом общеизвестны - его КПД намного выше, чем у двигателя внутреннего сгорания, а благодаря использованию электрической трансмиссии таком транспорту присуще накопление энергии при торможении.

2 миллиона тонн может составить экспорт водорода из России к 2035 году

Тем не менее причины, по которым правительство России задумалось о возможном переходе на водородный транспорт и водородную энергетику, лежат за пределами чисто технологических вопросов, уверен Сергей Иванов. В июле 2020 года была опубликована водородная стратегия ЕС, согласно которой страны-участники планируют полностью отказаться от автомобилей на ДВС к 2040 году. Помимо этого ЕС планирует значительно снизить долю использования традиционных энергоносителей. "А Россия очень зависима от цен на энергоносители ввиду специфики структуры своей экономики, - подчеркивает профессор. - Более того, углеводороды - наш главный экспортный продукт, а Европа - основной торговый партнер и потребитель энергоресурсов. Чтобы сохранить за собой статус экспортера и избежать трансграничных налогов при поставках продукции в Евросоюз, нашей стране придется следовать стандарту чистого производства".

Однако, несмотря на радужные перспективы новых технологий, здесь есть ряд серьезных проблем. Традиционные способы получения водорода из метанола энергозатратны и связаны с выбросами углекислого газа. Производство же "зеленого" водорода путем электролиза резко увеличивает его стоимость. Ограничением массового использования водорода являются также вопросы его хранения и транспортировки. И решение этих вопросов требует огромных финансовых и временных ресурсов.

Тем не менее экономические стимулы к переходу на водород есть уже сейчас и будут расти стремительно по мере дальнейшего развития технологий. "Водород нужен не только как моторное топливо и для генерации энергии, - рассказывает Сергей Иванов. - сейчас на 95 процентов он используется в нефтехиме. При этом Россия уже занимает хорошие позиции на рынке. Согласно Энергетической стратегии России до 2035 года экспорт водорода из нашей страны должен достигнуть 2 миллионов тонн. По прогнозу минэнерго, за 30 лет рынок водорода вырастет с сегодняшних 110 до 150-160 миллионов тонн. По разным прогнозам, объем рынка водорода в денежном эквиваленте может достигнуть 200 миллиардов долларов уже к 2023 году".

Все предпосылки для развития водородной энергетики в России есть. Это отдельно отметил зампред правительства Александр Новак: "В России есть развитые газовый и атомно-энергетический комплексы, которые могут помочь в производстве водорода. Например, водород можно производить методом электролиза или путем переработки газа (запасы которого в стране огромны). Поэтому Россия обладает серьезным потенциалом не только для развития, но даже мирового лидерства в водородной энергетике".

Растет и рынок электрического транспорта. По прогнозам Bloomberg New Energy Finance, к 2040 году ежегодные продажи электрокаров, в том числе тех, что используют водород, достигнут 35 процентов от общего числа продаваемых машин. А Россия имеет примеры эффективного запуска транспорта на электротяге. "Уже сейчас Москва является лидером по количеству электробусов в Европе. Технологии производства водородного транспорта в целом схожи. Следовательно, внедрить водородный транспорт и наладить его массовый выпуск будет возможно. Все это будет способствовать снижению стоимости самого водорода и одновременно повысит скорость окупаемости связанных с его производством и дистрибуцией инфраструктурных проектов. Именно поэтому кажущиеся малоэффективными с точки зрения экономической целесообразности решения имеют для России огромные перспективы", - резюмирует Сергей Иванов.

Так что похоже, что скачок развития водородного транспорта происходит прямо сейчас. К нему готовы как технологии, так и правительство. А это значит, что ждать водородный транспорт в России осталось недолго. К 2023 году первые автобусы на водородном топливе уже поедут по дорогам городов. Радует и то, что, по прогнозам Bloomberg New Energy Finance, уже к 2025 году стоимость автомобилей на водороде сравняется со средней ценой обычных автомобилей.

Двигатель внутреннего сгорания на водороде: устройство и принцип работы

Как известно, поршневой двигатель внутреннего сгорания имеет как плюсы, так и целый ряд определенных недостатков. Прежде всего, глобальной проблемой является токсичный выхлоп бензиновых и дизельных ДВС, а также постоянная потребность в нефтяном топливе. Не сильно меняется ситуация и после перевода автомобиля на газ, так как установка ГБО также не решает всех задач.

С учетом данных особенностей постоянно ведутся разработки альтернативных вариантов. Сегодня реальным конкурентом ДВС является электродвигатель. При этом относительно небольшой запас хода, высокая стоимость аккумуляторных батарей и всего электрокара (электромобиля) в целом, а также отсутствие развитой инфраструктуры по ремонту и обслуживанию таких машин закономерно тормозит их популяризацию.

По этой причине автопроизводители постоянно работают над тем, чтобы получить «безвредный» для окружающей среды и относительно дешевый в производстве силовой агрегат, который при этом не будет нуждаться в дорогом топливе.

Среди подобных двигателей следует отдельно выделить водородный ДВС, который вполне может заменить существующий на сегодня дизельный или бензиновый мотор, причем в обозримой перспективе. Давайте рассмотрим, как работает водородный двигатель, какую конструкцию имеет подобный мотор и в чем заключаются его особенности.

Содержание статьи

История создания водородного двигателя

Начнем с того, что идеи построить водородный мотор появились еще в 1806 г. Основоположником стал Франсуа Исаак де Риваз, который получал водород из воды методом электролиза. Как видно, двигатель на водороде «родился» задолго до того, как был поднят ряд вопросов касательно окружающей среды и токсичности выхлопа.

Другими словами, попытки запустить ДВС на водороде были предприняты не для защиты окружающей среды, а в целях банального использования водорода в качестве топлива. Спустя несколько десятков лет (в 1841 г.) был выдан первый патент на такой двигатель, в 1852 г. в Германии появился агрегат, который успешно работал на смеси воздуха и водорода.

Во времена Второй мировой войны, когда возникли сложности с поставками нефтяного топлива, техник из СССР Борис Исаакович Шелищ, который был родом из Украины, заложил основы российской водородной энергетики. Он также предложил использовать смесь водорода и воздуха в качестве горючего  для ДВС, после чего его идеи быстро нашли практическое применение. В результате появилось около полутысячи двигателей, работавших на водороде.

Однако после окончания войны дальнейшее развитие водородного двигателя было приостановлено как в СССР, так и во всем мире. Затем об этом двигателе вспомнили только тогда, когда в 70-е годы XX века случился топливный кризис. В результате компания BMW в 1979 г. построила автомобиль, двигатель которого использовал водород в качестве основного топлива. Агрегат работал относительно стабильно, не было взрывов и выбросов водяного пара.

Другие автопроизводители также начали работы в этой области, в результате чего к концу XX века появилось не только много прототипов, но и вполне успешно действующих образцов двигателей на водородном топливе (бензиновый и дизельный двигатель на водороде).

Однако после того как топливный кризис окончился, работы над водородными ДВС также были свернуты. Сегодня интерес к альтернативным источникам энергии снова растет, теперь уже по причине серьезных экологических проблем, а также с учетом того, что запасы нефти на планете быстро сокращаются и на нефтепродукты закономерно растут цены.

Также правительства многих стран стремятся стать энергонезависимыми, а водород является вполне доступной альтернативой. На сегодняшний день над водородными ДВС ведут работы GM, BMW, Honda, корпорация Ford и т.д.

Работа двигателя на водороде: особенности водородного ДВС

Начнем с того, что двигатель внутреннего сгорания на водороде по своей конструкции не сильно отличается от обычного ДВС. Все те же цилиндры и поршни, камера сгорания и сложный кривошипно-шатунный механизм для преобразования возвратно поступательного движения в полезную работу.

Единственное, в цилиндрах сгорает не бензин, газ или солярка, а смесь воздуха и водорода. Также нужно учитывать и то, что способ подачи водородного топлива, смесеобразование и воспламенение также несколько другой по сравнению с аналогичными процессами в традиционных аналогах.

Прежде всего, горение водорода по сравнению с нефтяным топливом отличается тем, что водород сгорает намного быстрее. В обычном двигателе смесь бензина или солярки с воздухом заполняет камеру сгорания тогда, когда поршень почти поднялся в ВМТ (верхняя мертвая точка), затем топливо какое-то время горит и уже после этого газы давят на поршень.

На водороде реакция протекает быстрее, что позволяет сдвинуть наполнение цилиндра на момент, когда поршень уже начинает движение в НМТ (нижняя мертвая точка). Также после того, как протекает реакция, результатом становится обычная вода вместо токсичных выхлопных газов. Как видно, на первый взгляд стандартный двигатель относительно легко подстроить под водородное топливо путем доработок впуска, выпуска и системы питания, однако это не так.

Первая проблема заключается в том, как получать необходимый водород. Как известно, водород находится в составе воды и является распространенным элементом, однако в чистом виде практически не встречается. По этой причине для максимальной автономности на транспортное средство нужно отдельно ставить водородные установки, чтобы «расщеплять» воду, позволяя мотору питаться необходимым топливом.

Идея кажется привлекательной. Более того, можно даже обойтись без наружного воздуха на впуске и создать закрытую топливную систему. Другими словами, после каждого раза, когда в камере сгорит заряд, в цилиндре будет оставаться водяной пар. Если этот пар пропустить через радиатор, произойдет конденсация, то есть снова образуется вода, из которой можно повторно получить водород.

Однако чтобы этого добиться, на автомобиле должна стоять установка для электролиза (электролизер), которая и будет отделять водород от воды, чтобы затем получить нужную реакцию с кислородом в камере сгорания. На практике установка получается сложной и дорогой, а создать такую закрытую систему довольно сложно.

Дело в том, что любой двигатель внутреннего сгорания независимо от типа топлива все равно нуждается в системе смазки, чтобы защитить нагруженные узлы и трущиеся пары. Если просто, без моторного масла никак не обойтись. При этом масло частично попадает в камеру сгорания и затем в выхлоп. Это значит, что полностью изолировать топливную систему на водороде (не использовать наружный воздух) практически нереализуемая задача.

По этой причине современные водородные двигатели внутреннего сгорания больше напоминают газовые двигатели, то есть агрегаты на газе пропане. Чтобы использовать водород вместо пропана, достаточно изменить настройки такого ДВС. Правда, КПД на водороде несколько снижается. Однако и водорода нужно меньше, чтобы получить необходимую отдачу от мотора. При этом никаких установок для автономного получения водорода не предполагается.

Что касается попытки подать водород в обычный бензиновый или дизельный двигатель, автоматически возникают риски и сложности. Прежде всего, высокие температуры и степень сжатия могут привести к тому, что водород будет вступать в реакцию с нагретыми элементами ДВС и моторным маслом.

Также даже небольшая утечка водорода может стать причиной того, что топливо попадет на разогретый выпускной коллектор, после чего может произойти взрыв или пожар. Чтобы этого не случилось, для работы на водороде чаще задействуют  роторные двигатели. Такой тип ДВС больше подходит для этой задачи, так как их конструкция предполагает увеличенное расстояние между впускным и выпускным коллектором.

Так или иначе, даже с учетом всех сложностей, ряд проблем удается обойти не только на роторных, но даже и на поршневых моторах, что позволяет водороду считаться достаточно перспективной альтернативой бензину, газу или солярке. Например, экспериментальная версия модели BMW 750hL, которую представили в 2000 году, имеет водородный двигатель на 12 цилиндров. Агрегат успешно работает на таком горючем и способен разогнать автомобиль до скорости около 140 км/час.

Правда, никаких отдельных установок для получения водорода из воды  на машине не имеется. Вместо этого стоит особый бак, который просто заправлен водородом. Запас хода  на полном баке водорода составляет около 300  км. После того, как водород закончится, двигатель в автоматическом режиме начинает работать на бензине.

Двигатель на водородных топливных элементах

Обратите внимание, под водородными двигателями понимаются как агрегаты, работающие на водороде (водородный ДВС), так и моторы, которые используют водородные топливные элементы. Первый тип мы уже рассмотрели выше, теперь давайте остановимся на втором варианте.

Топливный элемент на водороде фактически представляет собой «батарейку». Другими словами, это водородный аккумулятор с высоким КПД около 50%. Устройство основано на физико-химических процессах, в корпусе такого топливного элемента имеется особая мембрана, проводящая протоны. Эта мембрана разделяет две камеры, в одной из которых стоит анод, а в другой катод.

В камеру, где расположен анод, поступает водород, а в камеру с катодом попадает кислород. Электроды дополнительно покрыты дорогими редкоземельными металлами (зачастую, платиной).  Это позволяет играть роль катализатора, который оказывает воздействие на молекулы водорода.  В результате водород теряет электроны. Одновременно протоны идут через мембрану на катод, при этом катализатор также воздействует и на них. В итоге происходит соединение протонов с электронами, которые поступают снаружи.

Такая реакция образует воду,  при этом электроны из камеры с анодом поступают в электрическую цепь. Указанная цепь подключена к двигателю. Простыми словами, образуется электричество, которое заставляет двигатель работать от такого водородного топливного элемента.

Подобные водородные двигатели позволяет пройти не менее 200 км. на одном заряде. Основным минусом является высокая стоимость топливных элементов по причине использования платины, палладия и других дорогих металлов. В результате конечная стоимость транспорта с таким двигателем сильно возрастает.

Водородный двигатель: дальнейшие перспективы

Сегодня над созданием экологичных двигателей трудятся многие компании. Некоторые идут по пути создания двигателей-гибридов, другие делают ставку на электромобили и т.д. Что касается водородных установок, в плане экологии и производительности данный вариант также может в ближайшее время составить конкуренцию ДВС на бензине, газе или дизтопливе.

Водородные двигатели показали себя несколько лучше, чем самые продвинутые электрокары. Например, японская модель Honda Clarity. Единственное, остался такой недостаток, как способы  и возможности заправки. Дело в том, что инфраструктура водородных заправочных станций не особенно развита, причем в мировом масштабе.

Также не особенно большим является и сам выбор водородных  легковых авто. Кроме Honda Clarity можно разве что упомянуть Mazda RX8 Hydrogen, а также BMW Hydrogen 7. Фактически это автомобили-гибриды, которые работают на жидком водороде и бензине. Еще можно добавить в список Mercedes GLC F-Cell. Эта модель имеет возможность подзарядки от бытовой сети электропитания и позволяет пройти до 500 км. на одном заряде.

Дополнительно стоит отметить модель Toyota Mirai. Автомобиль работает только на водороде, одного бака хватает на 600 км. Водородные двигатели еще встречаются на отечественной модели «Нива», а также устанавливаются корейцами на специальную версию внедорожника Hyundai Tucson.

Как видно, с двигателем на водороде активно экспериментируют многие производители, однако такое решение все равно имеет много недостатков. При этом некоторые минусы сильно мешают массовой популяризации.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель GDI. Из этой статьи вы узнаете об особенностях, принципах работы, а также преимуществах и недостатках моторов данного типа.

Прежде всего, это безопасность и сложность транспортировки такого топлива. Важно понимать, что водород  весьма горюч и взрывоопасен даже при относительно невысоких температурах. По этой причине его сложно хранить и перевозить. Получается, необходимо строить особые водородные резервуары для  авто с данным типом двигателя. Как результат, на практике водородных заправок очень мало.

К этому также можно добавить определенную сложность и высокие расходы на ремонт и обслуживание водородного агрегата, а также необходимость в подготовке и обучении большого количества высококвалифицированного персонала. Если же говорить о самом авто на водороде и его эксплуатационных характеристиках, наличие водородной установки делает машину более тяжелой, закономерно ухудшается управляемость.

Подведем итоги

Как видно, сегодня водородные автомобили и двигатель на воде можно считать вполне реальной альтернативой не только привычным ДВС, которые используют нефтяное топливо, но и электрокарам.

Прежде всего, такие установки менее токсичны, при этом они не нуждаются в дорогостоящем топливе на основе нефти. Также автомобили с водородным двигателем имеют приемлемый запас хода. В продаже имеются и гибридные модели, использующие как водород, так и бензин.

Что касается недостатков и сложностей, машина с водородным двигателем сегодня имеет высокую стоимость, а также могут возникать проблемы с заправкой топливом по причине недостаточного количества заправочных станций. Не стоит забывать и о том, что также не просто найти специалистов, которые способны качественно и профессионально обслужить водородную силовую установку. При этом обслуживание будет достаточно затратным.

Напоследок отметим, что активное строительство трубопроводов для перекачки газа метана обещает в дальнейшей перспективе возможность перекачки по этим же трубопроводам и водорода. Это значит, что в случае роста общего числа авто с водородными двигателями, также высока вероятность быстрого увеличения количества специализированных заправочных станций.

Читайте также

Следующая Toyota Prius может получить водородный двигатель

С момента премьеры Toyota Prius четвертого поколения – первой модели, переведенной японцами на архитектуру TNGA – прошло уже полных шесть лет. За это время хетчбэк успел обновиться и обзавестись рядом спецверсий, но чтобы и дальше поддерживать интерес покупателей, производителю нужна полноценная смена генераций.

По данным Best Car, пятый «Приус» дебютирует у себя на родине в декабре 2022 года. Как и сейчас, пятидверка получит два варианта гибридных силовых установок – классическую (с которой машину пытались продавать у нас) и с возможностью зарядки от сети. Последняя модификация в зависимости от рынка именуется Prius Prime или просто Prius PHV.

16 Фотографии

Самое интересное, однако, начнется в середине жизненного цикла. Утверждается, что к 2025 году входящий в состав гибридной системы двигатель внутреннего сгорания переведут на водородное топливо. Сама идея сжигания водорода в ДВС далеко не нова, но, похоже, сейчас к ней вернулись, в том числе – в «Тойоте», которая в последние годы использовала этот газ более экологичным способом – в топливных элементах электромобилей.

Еще в этом апреле Toyota показала прототип JDM-хетчбэка Corolla Sport с «турботройкой» от хот-хэтча GR Yaris, переведенной на чистый H2. Инженеры изменили систему впрыска и топливопровод и установили вместо топливного бака емкости с газом, полученным на местном заводе Fukushima Hydrogen Energy Research Field. В отличие от водородомобилей, единственным «выхлопом» которых является обычная вода, такая силовая установка не является полностью «зеленой», поскольку в процессе горения все равно образуется некоторое количество оксидов азота. Тем не менее, добиться снижения уровня вредных выбросов можно и подобным методом.

Приятный бонус – сохранится привычный звук работы ДВС, в чем можно убедиться, посмотрев видео ниже.

В Украине зарегистрирован первый водородный автомобиль Toyota Mirai - новости Украины, Авто

В Украине прошел сертификацию и получил регистрационный номер первый водородный автомобиль – Toyota Mirai. Об этом сообщил председатель экспертной рабочей группы по вопросам водородной энергетики в совете Минэнергетики Александр Репкин на своей Facebook странице.   

"Процесс сертификации был достаточно сложным и продолжительным. Прошло полтора месяца, прежде чем мы получили украинский номер. Но после этого для всех, кто захочет растаможить водородный автомобиль, процедура займет не более трех дней", – написал Репкин. 

Подписывайтесь на LIGA.Бизнес в Facebook: главные бизнес-новости

Он добавил, что на данном этапе начинается создание инфраструктуры для водородного транспорта и строительство первой заправки. 

Также в скором времени будет сертифицирован второй водородный автомобиль.  

"Мы с командой Украинского водородного совета вместе с экспертами, разрабатывающими водородную стратегию, активно работаем над развитием водородной энергетики в Украине, чтобы сделать страну экспортером водорода в Европу", – резюмировал Репкин. 

Toyota Mirai — водородный гибридный автомобиль на топливных элементах. Впервые был представлен в ноябре 2013 года на Токийском автосалоне. Автомобиль основан на концепт-каре Toyota FCV. Продажи в Японии стартовали 15 декабря 2014 года по цене $57500, в США и Европе начались в четвертом квартале 2015 года. Автомобиль не производит вредных выбросов в атмосферу, вместо угарного газа из выхлопной трубы выходит водяной пар, преобразующийся в воду.

Роман Брыль

Если Вы заметили орфографическую ошибку, выделите её мышью и нажмите Ctrl+Enter.

90 000 автомобилей с водородным двигателем - как это работает?

Водород можно использовать в автомобилях двумя способами. Его можно использовать в качестве топлива в традиционном двигателе, который сжигается в камере, или его можно использовать в топливных элементах для выработки энергии для привода электродвигателя. Энергия связи водорода и кислорода в молекуле воды h3O ниже, чем суммарная энергия связи молекул водорода h3 и кислорода O2.

Следовательно, , когда водород и кислород связываются с молекулами воды, вырабатывается избыточная энергия. Его можно удалить из системы в виде тепла (которое преобразуется в механическую энергию в двигателе внутреннего сгорания) или в виде электрохимической энергии (в топливных элементах).

Расположение компонентов в автомобиле с водородными элементами

(фото: пресс-материалы / Honda)

Прерывание зажигания является серьезной проблемой при использовании водорода в поршневых двигателях. Причины тому, прежде всего, очень низкая энергия воспламенения водорода и широкий диапазон пределов воспламеняемости.Кроме того, при сгорании водорода в воздухе образуется небольшое количество оксидов азота. Примером такого решения является BMW Hydrogen Series 7. Еще одним недостатком в этом случае является использование жидкого водорода для хранения.

Это правда, что в жидком состоянии в 846 раз меньше, чем в газообразном состоянии при температуре 0 градусов Цельсия и давлении 1 атм, , но он потребляет много энергии, и поэтому его необходимо охладить до температура -253 градуса по Цельсию.Так что машина не может долго стоять без запуска. Подсчитано, что примерно через 9-14 дней водород нагревается до такой степени, что превращается в газ и испаряется из резервуара.

В автомобилях, в которых используются топливные элементы, резервуары используются для хранения сжатого водорода. Их цилиндрическая форма напоминает те, которые используются для сжиженного нефтяного газа. Однако они конструктивно намного более продвинуты с точки зрения используемой технологии. Внутренний слой из алюминия или стали (прибл.20 процентов общая масса), а снаружи покрыта композитным материалом.

Благодаря этому они обладают высокой устойчивостью к механическим повреждениям и относительно небольшим весом. Например, Honda FCX Concept использует 171-литровый бак, в котором хранится газ под давлением 35 МПа. С полным баком машина способна проехать 569,7 км.

Схема работы автомобиля на топливных элементах относительно проста. На первом этапе водород из бака подается в ячейку, куда также подается воздух, чаще всего с помощью турбонагнетателя.Затем ток (постоянный ток) передается от элемента к тяговому преобразователю, где он преобразуется в переменный ток и передается на асинхронный двигатель. Завершающий этап - передача крутящего момента на колеса автомобиля.

Водородные баки на Honda FCX Concept 2006

(фото: пресс-материалы / Honda)

Самым важным элементом всей системы, конечно же, являются топливные элементы. Это электрохимические устройства, вырабатывающие полезную энергию (электричество, тепло) в результате химической реакции водорода с кислородом.Ячейка состоит из двух электродов: катода и анода. Они разделены электролитом или электролитической мембраной. Они пропускают поток катионов и блокируют поток электронов .

Попадая на анод, он распадается на протоны и электроны. Первые могут беспрепятственно проходить через электролит к катоду, на который подается воздух. С другой стороны, поток электронов на катод проходит через внешнюю цепь , вызывая генерацию электрического тока.Эта электрохимическая реакция водорода и кислорода дает электричество, воду и тепло.

  • Реакция на аноде: h3 => 2H + + 2e -
  • Реакция на катоде: ½ O2 + 2H + + 2e - => h3O
  • Его можно резюмировать следующим образом: h3 + ½ O2 => h3O, что сопровождается выделением тепла и электричества.

Есть много типов топливных элементов.Один из критериев по который можно разделить на температуру, поскольку некоторые из используемых веществ обладают очень хорошими электролитическими свойствами при высоких температурах. Мы различаем высокотемпературные и низкотемпературные топливные элементы .

Работа первого происходит при температуре около 600 градусов Цельсия. Они могут использовать водород низкой чистоты, а также некоторые углеводороды, такие как метан. Еще одно преимущество - их высокая эффективность. К сожалению, самым большим недостатком является высокая инерция по времени элемента , он не может быть запущен немедленно, поэтому они не используются в автомобильной промышленности.

Низкотемпературные элементы используются для питания автомобилей. Они работают при температурах ниже 250 градусов Цельсия, но, к сожалению, требуется чистый водород. Однако нет необходимости использовать термостойкие материалы, что означает безопасность и удобство использования в автомобилях.

Электродвигатели в Honda FCX Concept 2006

(фото: пресс-материалы / Honda)

Существует три основных типа низкотемпературных ячеек.Первый - это щелочные топливные элементы (AFC) , в которых электролитом является гидроксид калия. Рабочая температура от 65 до 220 градусов Цельсия, что способствует быстрому вводу в эксплуатацию. Они обладают высоким КПД, малым весом и малой грузоподъемностью. Также они отличаются относительно коротким сроком службы и большими проблемами с отводом воды, которые необходимо устранить перед повторным запуском.

Топливные элементы на основе фосфорной кислоты (PAFC) используют концентрированную фосфорную кислоту в качестве электролита. Диапазон рабочих температур от 150 до 205 градусов Цельсия. Они отличаются высокой толерантностью к углекислому газу, однако имеют ряд недостатков, таких как высокая коррозионная активность, попадание воды и разбавление электролита, большие габариты и масса.

Топливные элементы для Honda FCX Concept 2006

(фото: пресс-материалы / Honda)

В концепте Honda FCX используются элементы с электролитической мембраной PEM (протонообменная мембрана). В стандартном элементе PEM электролит представляет собой полимерную мембрану, покрытую тефлоном. Рабочая температура составляет от 160 до 195 градусов Цельсия, но благодаря использованию Honda ароматических соединений удалось снизить температурный диапазон, и в модели FCX Concept он составляет от -20 до 95 градусов Цельсия.

Преимуществами, конечно же, являются быстрый запуск, отсутствие коррозии, вызванной электролитом, высокая эффективность, компактная конструкция и прочные материалы, использованные для изготовления диафрагмы. К сожалению, его производство очень дорогое, в том числев необходимостью использования платины.

Водородная система привода для Honda FCX Concept 2006

(фото: пресс-материалы / Honda)

Водородные топливные элементы, безусловно, станут преемником традиционного двигателя внутреннего сгорания. Электромобили - это только переходное поколение. Со временем это в конечном итоге снизит стоимость производства топливных элементов до такой степени, что автомобилей с водородным двигателем станут доступными для каждых автомобилей, а затем они быстро заменят традиционные двигатели внутреннего сгорания.Когда это случится? Надеюсь, не при жизни.

.

Toyota разработала водородный двигатель внутреннего сгорания. Лучше бензинового?

Toyota Mirai второго поколения - лимузин в стиле купе длиной почти 5 метров.Благодаря использованию топливных элементов , - это завод электроники . Электроэнергия, питающая электродвигатель автомобиля, вырабатывается в результате реакции водорода с кислородом. И вот инженеры японской марки решили спасти двигатели внутреннего сгорания ...

Двигатель внутреннего сгорания на водороде

Новая идея специалистов Toyota - это сгорания водорода двигателем с искровым зажиганием - , для нужд этого решения была модифицирована система питания и впрыска (по сравнению с теми, что используются в бензиновых агрегатах).Топливо хранится в сжатом виде. По мнению японцев, у нового 1,6-литрового турбомотора нет ничего, кроме плюсов. Он не отравляет окружающую среду углекислым газом - и в незначительных количествах при сжигании моторного масла (что также характерно для бензиновых двигателей). Он работает тише, без вибраций, а также отлично реагирует на нажатие педали газа. Теперь новый водородный двигатель 1.6 , установленный под капотом Corolla Sport , будет подвергнут испытаниям в гонках серии Super Taikyu.Японцы не исключают, что если двигатель хорошо проработает в таких сложных условиях, то он может поступить в серийное производство и на обычные автомобили.

Toyota разработала водородный двигатель внутреннего сгорания вместо бензина / Тойота

Toyota Mirai.Топливные элементы. Электричество

Новый Toyota Mirai только название относится к первому воплощению «водородного автомобиля».Автомобиль построен на заднеприводной платформе GA-L (из семейства TNGA), которую японский концерн использует в своих моделях Lexus. Использование этой архитектуры - помимо большего простора в салоне по сравнению с его предшественником - позволило освободить место для третьего водородного бака.

Теперь танки расположены буквой Т.Самый длинный монтируется под полом (посередине платформы), два меньших - поперек задних сидений и багажного отделения. Всего они могут содержать 5,6 кг водорода (142,2 л), что на один килограмм больше, чем в первой модели. Сами водородные баллоны имеют более прочную многослойную структуру - они очень легкие и устойчивы к перескакиванию. Водород составляет 6 процентов. общий вес топлива и баков. Архитектура TNGA также позволила переместить узел топливных элементов из его текущего положения под полом кабины в переднюю часть автомобиля под капотом.Над задней осью спрятаны более компактная тяговая батарея и электродвигатель. Преимущества этой конфигурации - заниженный центр тяжести и идеальное распределение веса (Mirai II весит около 1,9 т) между передней и задней частью в соотношении 50:50 - оба этих фактора имеют первостепенное значение для характеристик управляемости. По мнению японцев, газообразный водород Mirai обеспечивает стабильность на уровне двигателя внутреннего сгорания с передним расположением двигателя.

Toyota Mirai II.Благодаря использованию топливных элементов автомобиль представляет собой движущуюся силовую установку. Он не только не выделяет выхлопных газов - из выхлопных газов выходит водяной пар, но и очищает воздух во время вождения. / Dziennik.pl

Водородные топливные элементы

Водородные топливные элементы содержат полимер в твердом состоянии, как и в предыдущей модели.Однако набор меньше и использует меньше ячеек (330 вместо 370). Тем не менее максимальная мощность подскочила со 114 кВт до 128 кВт. Такой трюк стал возможен благодаря более высокой удельной мощности, которая увеличилась с 3,1 кВт / л до 5,4 кВт / л (за исключением оконечных ячеек). Инженеры Toyota также улучшили устойчивость привода к низким температурам воздуха. Теперь автомобиль должен быстрее выходить на полную мощность даже при -30 градусов по Цельсию. Представление? Синхронный двигатель с постоянными магнитами выдает 182 л.с. и 300 Нм. Такой потенциал позволяет машине разогнаться с места до 100 км / ч за 9,2 секунды.Максимальная скорость была ограничена 175 км / ч.

Mirai II получил высоковольтную литий-ионную батарею для замены никель-металлогидридной батареи.Новый аккумулятор меньше по размеру, энергоэффективнее и эффективнее. Он содержит 84 элемента, а его номинальное напряжение увеличилось до 310,8 В с 244,8 В, а емкость составляет 4 Ач (емкость аккумулятора в Mirai первого поколения составляет 6,5 Ач). Вес аккумулятора уменьшен с 46,9 до 44,6 кг. Мощность увеличена с 25,5 кВт x 10 секунд до 31,5 кВт x 10 секунд. Меньшие размеры батареи позволяют перемещать ее за спинку заднего сиденья, где она не ограничивает пространство в салоне или багажнике. Все изменения и новые решения направлены на увеличение дальности действия Mirai второго поколения примерно на 30 процентов.по сравнению со старым воплощением проехавшим около 500 км. По сообщению Toyota, новый водородный лимузин преодолеет около 650 км после одного посещения водородной заправочной станции . На 100 км необходимо около 0,84 кг водорода (средний расход WLTP).

Электромобиль, который живет за счет топливных элементов вместо большой батареи / Тойота

Нет заправочной станции для водорода?

Напоминаем, что строительство заправочной станции для водорода в Польше осуществляет компания Зигмунта Солоржа.Вначале бизнесмен планирует построить две водородные заправки, первая из которых заработает к середине года в районе Конина, где также планирует принадлежащий ему энергетический концерн ZE PAK (Zespół Elektrowni Pątnów Adamów Konin). создать мощную фотоэлектрическую электростанцию. Вторая водородная станция заработает в Варшаве с сентября 2021 года.

Mirai II Generation не только не выделяет выхлопных газов - из выхлопных газов выходит водяной пар - но очищает воздух во время движения.Новая модель оснащена каталитическим фильтром, встроенным в воздухозаборники, который подается в топливные элементы. Фильтр из нетканого материала улавливает микроскопические частицы загрязняющих веществ, включая диоксид серы, оксиды азота и твердые частицы PM 2,5. Этот раствор удаляет от 90 до 100 процентов. От 0 до 2,5 микрон в диаметре от воздуха, проходящего через систему топливных элементов. Рётаро Симидзу, главный инженер Mirai нового поколения, показал копию, которая уже прошла 728000 пробок.лира воздуха. Как он пояснил, это эквивалент воздуха, который позволяет дышать 40 людям в течение года.

Экологичный лимузин в стиле купе скрывает топливные элементы.А двигатель работает от электричества. Одно посещение водородной заправки позволяет проехать около 650 км. / Dziennik.pl Toyota Mirai

в Польше предлагается в двух комплектациях.Вариант Prestige стандартно поставляется с системой очистки воздуха, двухзонным автоматическим кондиционером, интеллектуальным ключом, двухдиапазонными фарами, светодиодными дневными ходовыми огнями и 19-дюймовыми легкосплавными дисками с шинами 235/55 R19.

В салоне

есть подогрев передних сидений, тканевая обивка, а также мультимедийная система с цветным сенсорным экраном диагональю 12,3 дюйма, аудиосистема Premium Audio JBL с 14 динамиками, Android Auto и интерфейс Apple CarPlay.Сенсорный экран также используется для управления спутниковой навигацией на польском языке с обновлением карты за 3 года.

Toyota Mirai в версии Prestige стоит 299 900 злотых.

Toyota Mirai Исполнительный

Toyota Mirai Executive - этот вариант включает в себя панорамный монитор с системой камеры 360 градусов (Panoramic View Monitor), зарядное устройство для беспроводного телефона в центральной консоли, обивку из синтетической кожи, подогрев рулевого колеса и крайних сидений во втором ряду, а также система контроля слепых зон в зеркалах (BSM), система обнаружения препятствий (ICS), система предотвращения столкновений, система предупреждения о перекрестном движении сзади (RCTA) и адаптивная система дальнего света (AHS).

Toyota Mirai Executive стоит от 314 900 злотых.

Версия Executive может быть расширена пакетом VIP Black или VIP White (35 тыс.злотый). Оба комплекта включают: 20-дюймовые легкосплавные диски с шинами 245/45 R20, трехзонный автоматический кондиционер, обивку полуанилиновой натуральной кожей, вентиляцию передних сидений и память для водительского сиденья и рулевой колонки. Кроме того, есть проекционный дисплей HUD на лобовом стекле, цифровое зеркало заднего вида с цветным дисплеем, панорамный люк с электрическими жалюзи и интеллектуальная система автоматической парковки S-IPA. Задние пассажиры могут использовать центральную консоль и мультимедийную панель управления в подлокотнике второго ряда сидений.

Версия VIP White отличается от версии VIP Black цветом салона.Сиденья обиты белой полуанилиновой кожей. На приборной панели появляется белая отделка со вставками медного цвета. Передние и задние двери также имеют медную отделку, а подлокотники в дверях и между сиденьями - из бронзы.

В Toyota Mirai с топливными элементами требуется менее килограмма водорода, чтобы проехать 100 км. / Тойота

У Mazda другая идея

Стоит напомнить, что в прошлом, напримерв Mazda подошла к водороду совершенно иначе, чем к конкурентам, в котором топливные элементы используются для выработки электроэнергии для привода двигателей.

Инженеры

Hiroshima использовали двигатель Ванкеля для создания RX-8 Hydrogen RE, который мог работать как на водороде, так и на бензине.Система позволяла водителю переключаться с водорода на газ, если поблизости не было водородных заправок. Также была создана водородная Mazda Premacy Hydrogen RE - минивэн, оснащенный электрическим и роторным двигателем на двух видах топлива. Сегодня все больше и больше говорят о возвращении двигателя Ванкеля. Недавно компания разработала прототип Mazda 2 EV с небольшим блоком с одним вращающимся поршнем, чтобы расширить диапазон электрического привода. Похожее решение можно использовать в одном из аккумуляторных вариантов Mazda MX-30.Двигатель также работает на альтернативном топливе, которым, несомненно, является водород.

Mazda RX-8 Hydrogen RE и Premacy Hydrogen RE Hybrid / Mazda .

Водородная силовая установка для моторного планера - Созосфера

Ученые из Университета науки и технологий AGH в Кракове построили генератор, работающий на водородном газе, для моторного планера. Самолет, спроектированный и построенный в рамках проекта PBS NCBR, уже успешно прошел технические испытания на взлетно-посадочной полосе. Это были первые в Польше испытания водородного моторного планера с топливными элементами, - подчеркивает AGH University of Science and Technology.

Привод водород как часть гибридной топливной системы

Команда от факультета энергетики и топлива AGH под руководством проф.Магдалена Дудек и др. Англ. Анджей Рошняк сконструировал генератор энергии на топливных элементах и система заправки водородом. Устройство является частью гибридной системы блок питания, также оснащенный электрохимическим аккумулятором. Чип мощность z Для свободного полета достаточно водородной тяги мощностью 10 кВт. горизонтальный. Время работы ячеек и, следовательно, время полета зависит от количества хранят водород в резервуарах. В случае накопления водорода под 200 бар в баках вместимостью 24 дм 3 , налет составит примерно 25 минут (при условии, что топливные элементы работают на полную мощность). мощность), а хранилище водорода под давлением 300 бар позволяет ему летать через Ладно.1ч. Применение более высоких давлений хранения водорода в композитных резервуарах позволит продлить время полета. Такое решение возможно благодаря использованию устройства повышения давления, так называемые «Бустеры», уже имеющиеся на рынке национальный, - поясняет AGH University of Science and Technology.

- Планер с водородным двигателем экономичен и экологически чистый. Продукт работы генератора топливных элементов на водород - это электричество, вода и отработанное тепло. В случае приложений в авиации, отходящее тепло можно использовать различными способами, например,утеплить кабину пилота. Использование такого привода также увеличивает время полета. планер по сравнению с другими источниками энергии, например, электрическими батареями - подчеркивает проф. М. Дудек.

Привод водород в рамках проекта научно-промышленного консорциума

Генератор энергия с топливными элементами оснащена системой воздушного охлаждения, установка подачи водорода, а также вспомогательные контрольно-измерительные системы разработан учеными из AGH.Команда Академии также разработала методику запуск в энергоблоке, безопасные процедуры заправки водородом и использование генератора.

Как отмечает AGH, проект реализовывался в рамках консорциума наука и промышленность, лидером которых является Жешувский технологический университет. члены консорциума Варшавского технологического университета, AGH и Zakład Szybowcowy Jeżów. Моторный планер с водородным двигателем успешно прошел конструкторские испытания на взлетно-посадочная полоса аэропорта Авиационного учебного центра в Ясёнке возле Жешув.В планах на следующий год - испытательный полет на планере с двигателем.

На основе информации AGH

, фото: AGH

.

Электрики нет, только водородный привод. PGNiG хочет быть одним из лидеров

Недавно мы писали, что Lotos начинает сотрудничество с Toyota и будет строить заправочные станции для нового вида экологического топлива. В случае уже известных недостатков электромобилей с питанием от аккумуляторов - низкий запас хода, длительная зарядка, более высокая цена и вес автомобиля и примерно до 10 лет работы от аккумулятора с приличными параметрами (например, VW дает 8-летнюю гарантию) - это может быть важной альтернативой.

Для борьбы за новый рынок экологического топлива для автомобилей, не выделяющего вредных газов, а только водяной пар (прим.также является парниковым газом), только что присоединился наш газовый гигант - PGNiG. Компания заявила в четверг, что хочет стать одним из лидеров в развитии водородных технологий в Польше. Изучаемые области включают производство, складирование, движение транспортных средств и сетевое распределение клиентам.

Компания сообщает, что в середине года подписала протокол о намерениях о сотрудничестве с Toyota Motor Poland, как и с Lotos. Запуск и эксплуатация водородной станции заправки исследовательских транспортных средств является частью этого сотрудничества, и проект в настоящее время находится в стадии реализации.

См. Также: Volvo Polska делает акцент на «электрике». Автономный автобус только вопрос времени

Toyota уже выпускает автомобиль с водородной технологией под названием Mirai с запасом хода 550 км на одной заправке (что занимает всего три минуты), и очень стремится популяризировать новое топливо. Модель дебютировала в США 21 октября 2015 года, в день, когда Марти МакФлай, герой сериала «Назад в будущее», во второй части сериала поразил будущее на водородном автомобиле.Цена пока высока.

На данный момент Toyota продала 10 000 единиц. Подразделения Mirai, поддерживая развитие инфраструктуры заправки водородом на «ключевых рынках». Судя по контрактам с нашими топливными компаниями, наш рынок кажется очень важным для японцев.

Выход на рынок Toyota Mirai второго поколения запланирован на 2020 год, первоначально в Японии, США и Европе. Его диапазон увеличится примерно на 30 процентов по сравнению с нынешней моделью., то есть до 700 км на одной заправке.

Как доставить водород заказчику?

Водородная заправочная станция будет построена в штаб-квартире PGNiG в Варшаве на ул. Прондзыньски, рядом с существующей заправочной станцией КПГ (компримированный природный газ). Его запуск запланирован на конец первого квартала 2021 года.

- Мы хотим стать одним из лидеров в развитии водородных технологий в Польше, используя компетенции и опыт компаний из группы капитала PGNiG в области распределение, хранение и использование природного газа, - сказал Петр Возняк, президент PGNiG.

Исследовательский проект станции в Варшаве позволит PGNiG испытать водородное топливо для автомобилей в польских условиях и внедрить инновации, связанные с этой технологией. Как сообщает PGNiG, это будет первая установка такого типа в Польше. У лотоса есть свои точки заправки, которые нужно будет запустить чуть позже.

Способ доставки нового топлива потребителям будет иметь решающее значение. По мнению PGNiG, водород из хранилищ можно эффективно транспортировать только с использованием транспортно-распределительной инфраструктуры газовой сети.

«Самое главное - исследовать пропорции, в которых можно будет использовать водород в газовой сети, чтобы он не оказывал отрицательного воздействия на функционирование инфраструктуры, и чтобы природный газ и водород не теряли своих недвижимость после закачки на склады и в сети », - пишет он в компании.

Lotos скоро начнет производство

Lotos готовится к производству водорода высокой чистоты в 2021 году, - заявил вице-президент компании Мариан Кшеминьски.До появления точек заправки водородом на нефтеперерабатывающем заводе в Гданьске будут построены установка очистки водорода и станция продажи и распределения топлива.

Водород очень высокой чистоты (99,999%) необходим для питания водородных элементов, приводящих в действие электродвигатель. Этот вид чистого топлива обеспечивает большой запас хода автомобиля.

«За год водородный автобус потребляет то количество водорода, которое установки Grupa Lotos производят за час», - заявили в компании.«Если Гдыня решит заменить все 92 автобуса на водородные автомобили, то они будут потреблять количество водорода, эквивалентное 3,5 дням работы водородных установок НПЗ, или около 1 процента производства», - добавил он.

- Я думаю, что в течение нескольких месяцев, к середине следующего года, мы создадим план, который покажет этапы перехода Pesa к созданию транспортного средства, использующего водородную технологию в качестве тяги, а затем пассажирского поезда с водородным приводом - сообщил Здзярский.

Источник:

.

Deutz представляет водородный двигатель: нечто особенное, что удивляет

Deutz представляет новый водородный двигатель, отвечающий определенным ограничениям выбросов CO2. Но то, что отличает h3, совсем другое.

TCG 7,8 h3 - первый водородный двигатель DEUTZ, готовый к выпуску на рынок.

Фото: Deutz AG

Zero Emission: Der h3- Двигатель Von Deutz настроен на выполнение этой работы. По данным Кельнской компании, водородный двигатель эквивалентен аккумуляторным батареям электромобилей.но это еще не все.

Водородный двигатель полностью без аккумулятора и без аккумуляторного топливного элемента. Шестицилиндровый двигатель работает под названием TCG 7.8 h3. Водород сжигается, а не используется для выработки электроэнергии для электродвигателя. По заявлению производителя, водородный двигатель будет эксплуатироваться на дорогах с твердым покрытием.

В будущем водород будет поступать из трубки

водородный двигатель для сельского хозяйства

Deutz видит свое развитие не по проторенной дорожке.Привод можно использовать в сельскохозяйственной технике, внедорожниках или строительной технике.

«Deutz - лидер в области климатически нейтральной мобильности в неавтомобильном секторе. Сегодня мы уже создаем высокоэффективные и чистые двигатели. Теперь мы делаем следующий шаг, наш водородный двигатель готов к запуску на рынок. Для нас, как для компании, это важная веха в достижении климатических целей Парижа », - сказал Франк Хеллер, генеральный директор Deutz AG.

Производство серии

планируется начать в 2024 году.

Двигатель Deutz h3: 200 кВт

Deutz взяла за основу существующую концепцию двигателя, а затем разработала новый водородный двигатель. По заявлению производителя, двигатель h3 должен работать очень тихо и иметь мощность 200 киловатт. Развитие должно принести пользу стационарным системам, генераторам и железнодорожному транспорту. Дойц видит этот район, потому что там все еще отсутствует водородная инфраструктура. Стационарная система выработки электроэнергии сотрудничает с региональным партнером Rheinenergie в качестве первого пилотного приложения.Планируется установить двигатель внутреннего сгорания объемом 7,8 л, использующий в качестве топлива водород вместо дизельного топлива или природного газа. Эти работы планируется начать в начале 2022 года.

Нулевые выбросы: цели ЕС

Все соответствующие учреждения ЕС согласились с целью ЕС по нулевым чистым выбросам к 2050 году. Это также включает цель сокращения выбросов на 55% по сравнению с уровнями 1990 года к 2030 году. Депутаты Европарламента призвали к достижению цели сокращения на 55%.% 60% от уровня 1990 года.Европейская комиссия и страны Совета Европейского Союза одобрили целевой показатель чистоты 55%, установленный в Европейском Зеленом Сделке.

Читайте также: Green Deal: Откуда берется зеленая электроэнергия?

Федеральное правительство отреагировало на решение: выбросы должны составить 65% от уровня 1990 г. к 2030 г. и 85-90% к 2040 г.

Вернется ли водородный двигатель внутреннего сгорания?

Неископаемое топливо и, следовательно, топливо с нейтральным выбросом CO2, также можно гибко использовать в двигателе внутреннего сгорания.Это могло означать «новую жизнь» для двигателей внутреннего сгорания. Однако концепция водородного двигателя внутреннего сгорания не нова. BMW добилась здесь больших успехов и в 1979 году представила первый четырехцилиндровый водородный двигатель. В багажном отделении находился резервуар для водорода под давлением, который заполнялся жидкостью при температуре минус 250 ° C. Проблема: даже небольшое повышение температуры превращало водород в газообразное состояние, что приводило к увеличению давления в резервуаре. Поэтому BMW установила клапан в крышке бака, чтобы давление снова могло упасть.

В случае водородного двигателя внутреннего сгорания обычный двигатель внутреннего сгорания работает на водороде в качестве топлива. По сравнению с другими силовыми агрегатами, двигатель практически не загрязняет окружающую среду. Один недостаток: водородные двигатели внутреннего сгорания более эффективны, но их мощность ниже, чем у бензиновых двигателей. Инфраструктура также требует дальнейшего расширения. В 2019 году насчитывалось 434 водородных АЗС.

Альтернатива с батарейным питанием оказалась успешной в электронных автомобилях.Иная ситуация с грузовиками, поездами и сельскохозяйственной техникой: здесь водород имеет большой потенциал.

Фото: Питер Сибен

В целом: для электронных автомобилей в сегменте легковых автомобилей электродвигатель с батарейным питанием - самая мощная система будущего. nПочти все крупные производители автомобилей используют батареи в качестве накопителей энергии для электромобилей - и только это. Daimler, например, хочет сосредоточиться на эксклюзивном производстве электронных автомобилей, и в будущем Ford недавно превратил свой завод в Кельне в новый европейский центр электронных автомобилей.Сравнение этих электромобилей и водородного двигателя показывает возможную причину: новый электромобиль поставляет около 70-80 процентов киловатт-часа электроэнергии на дорогу в качестве движущей силы. С другой стороны, водородный вариант потребляет в два-три раза больше электроэнергии на том же расстоянии. Это невыгодно и не убедит покупателей.

Tesla: письмо Илону Маску имеет разветвления после

лет

Но у водорода есть будущее - может, не в автомобилях, а в грузовиках, поездах или больших коммерческих транспортных средствах.Из-за большого веса ему требуется много энергии на большие расстояния. У аккумулятора по-прежнему есть слабые места в электромобильности.

Чем занимается Deutz AG?

Deutz - один из ведущих мировых производителей приводных систем. Компания специализируется на разработке, производстве, продаже и обслуживании дизельных и газовых двигателей, а также электродвигателей. Специалист по двигателям предлагает продукцию в диапазоне мощностей до 620 кВт. Двигатели Deutz в основном используются в строительной и сельскохозяйственной технике, погрузочно-разгрузочных устройствах и стационарных системах, а также в грузовых и железнодорожных транспортных средствах.

В 1864 году название компании было изменено на N.A. Отто и Си. Основана в Кельне. Это делает Deutz AG старейшим производителем двигателей в мире.

Сейчас дела у Deutz идут хорошо: согласно годовому отчету, продажи во втором квартале 2021 года увеличились на 52,3% до 426,8 млн евро по сравнению с тем же кварталом годом ранее, а EBIT до особых статей составила 16,0 млн евро после убытка. период Эксплуатационная стоимость 38 миллионов евро.

Несмотря на коронный кризис, мы придерживаемся наших инициатив в области развития и постоянно расширяем портфель открытых технологий.Наша водородная силовая установка теперь готова к выпуску на рынок, и мы можем сделать еще один шаг к климатически нейтральной мобильности в будущем », - говорит Фрэнк Хеллер. С растущим аппетитом клиентов к инвестициям растет интерес к альтернативным силовым установкам.

Другие статьи по теме Водород:

Водородные стартапы преобразуют Рурскую область: «У Германии есть еще один шанс»

Водород из биомассы: гениальное изобретение, помогающее вернуть

Зеленый водород для Германии: это ответ?

.

Малый водородный двигатель вместо бензиновых или газовых двигателей

Пожалуйста, отключите блокировку рекламы и обновите страницу.

Простой по конструкции двигатель весит всего 10 кг - для выработки энергии в нем используется один движущийся поршень. Интересно, что в дополнение к двигателям для транспортных средств Aquarius разрабатывает двигатель, который можно использовать в качестве автономного микрогенератора на водородной основе.

Двигатель Aquarius имеет только один центральный цилиндр, в котором поршень перемещается между двумя головками цилиндров. В предыдущих версиях Водолей использовал традиционные ископаемые виды топлива, но теперь дизайнеры обратились к водороду как к самому чистому топливу.

Израильская компания утверждает, что австрийская инжиниринговая компания AVL-Schrick недавно завершила испытания прототипа этого двигателя. Результаты эксперимента в Австрии подтвердили, что модифицированная версия двигателя Aquarius может работать только на водороде.

Двигатель Aquarius не только маленький, легкий и удобный для транспортировки, но и очень простой. Не требует регулярного обслуживания. Двигатель Aquarius состоит всего из 20 частей, из которых движется только один поршень. Самое интересное, что для смазки не нужно никакого масла .

Стоит посмотреть фильм.

Возможность использования более чистого легковоспламеняющегося водорода в качестве топлива повышает привлекательность нового двигателя, особенно на рынках стран, которые уже хотят сократить выбросы.

Израильская компания недавно вступила в стратегическое партнерство с японскими корпорациями по поставкам автозапчастей TPR и Musashi Seimitsu Industry Co. Ltd.

Технология Aquarius Engines в настоящее время имеет около 24 патентов, зарегистрированных во всем мире. Aquarius Engines занимается производством и развитием центров в Израиле, Германии и Польше.

 

Материал, охраняемый законом авторское право - все права защищены.Распространение статьи только с согласия издателя.

.

Наши химики разрабатывают специальный катализатор для производства водородного топлива

.

Как получить топливо из воды? Как вырабатывать энергию в топливных элементах? Что сделать, чтобы водородный привод стал еще эффективнее? Доктор хаб. Англ. Бартломей Шия из факультета химии и технологии топлива Вроцлавского университета науки и технологий.

Группа ученых из Польши, Нидерландов и Испании изучает процессы, происходящие в катализаторе для производства водородного топлива.Используя передовые методы вычислительной химии, они ищут наиболее эффективный метод извлечения водорода из воды.

- Говорят, что водород - это топливо будущего, хотя на самом деле автомобили, работающие на водородном топливе, работают, среди прочего, в Японии. В Европе нет слишком развитой инфраструктуры, например, заправок, ближайшая находится в Берлине, - поясняет д-р. Англ. Бартломей Шия , проф. университеты. Он добавляет, что водород в качестве топлива очень полезен для окружающей среды.При его сгорании не образуются такие загрязнители, как углекислый газ. Единственный побочный продукт процесса сгорания - вода.

Проблема, однако, заключается в источнике водорода - в настоящее время его получают в основном при переработке сырой нефти, побочным продуктом которой является диоксид углерода. «Чистая» технология получения такого топлива известна давно - воду можно расщепить с помощью энергии света или электричества, при условии, что она поступает из возобновляемых источников.

Прекрасно, но…

- Водородное топливо с нулевыми выбросами. Каким бы способом мы ни пытались использовать это топливо, у него не будет C0 90 018 2 . Реакция горения H 2 и 0 2 всегда дает H 2 0. Более чистого топлива больше нет, - объясняет ученый. Однако он подчеркивает, что основная проблема, которую пытается решить мир науки и техники, - это хранение водорода.

- Водород - наименьший из возможных атомов. Молекула H 2 настолько мала, что может проникать через стенки цилиндра, в котором мы пытаемся ее хранить, - объясняет проф.Шея. Решение - не строить резервуар с более толстыми стенками, потому что тогда он будет слишком тяжелым и, следовательно, очень непрактичным. Поэтому продолжается поиск других возможностей - например, хранения водорода не в виде сжатого газа, а в виде химических соединений, например гидридов металлов.

Другая трудность заключается в том, что эффективность сгорания водорода в двигателе обычно низкая, и сравнивать имеющиеся на рынке автомобильные двигатели с этим типом топлива невыгодно.- Альтернативой с гораздо большей эффективностью являются топливные элементы, - объясняет химик из Вроцлавского университета науки и технологий. - Например, одна из миссий «Аполлон» использовала эту технологию во время космических полетов. Благодаря использованию водородного топливного элемента, аппарат питался энергией, а астронавты получали питьевую воду.

Почему каталитический нейтрализатор?

В автомобилях с водородом топливные элементы немного отличаются от топливных элементов Apollo, но они работают по схожему принципу. В них нет прямой реакции горения, т.е.водород не смешивается с кислородом.Вместо этого используется катализатор, который заставляет молекулу водорода диссоциировать, то есть разделяться на атомы. Протоны - ядра атома водорода - протекают через электролит, а электроны - через проводник, благодаря чему в системе течет ток. На другой стороне ячейки реагирует водородно-кислородная комбинация.

- Проще говоря, стандартный двигатель внутреннего сгорания работает, накапливая энергию в химических молекулах. Сгорание (окисление) создает тепло, тепло расширяет газ в цилиндре, который, в свою очередь, перемещает поршень и преобразует его в механическую энергию, позволяющую автомобилю двигаться.В случае водородного топливного элемента мы напрямую вырабатываем электричество, которое приводит в движение автомобиль, - объясняет химик из Вроцлавского университета науки и технологий.

Международная группа ученых вместе с проф. Бартломей Шия и доктор Агата Подсядлы-Пашковска из Вроцлавского университета науки и технологий работали над таким фотокатализатором, в котором реакция образования водорода из воды могла происходить под воздействием солнечного света. Ультрафиолетовый свет, который более энергичен и гораздо лучше подходит для этой цели, довольно эффективно фильтруется атмосферой Земли.

Помимо Политехнического института, в консорциум вошли исследовательские группы из Голландского института фундаментальных энергетических исследований в Эйндховене (Нидерланды), Университета Пабло де Олавиде из Севильи (Испания) и Технического университета Делфта (Нидерланды). Исследование координируется Институтом Эйндховена. Проект финансируется Европейским союзом и Национальным научным центром.

Многомасштабное моделирование

Проф. Бартломей Шия: В нашей системе мы получаем водород из воды. К сожалению, мы не можем создать вечный двигатель, в котором у нас есть водород, из которого мы берем энергию, которая производит воду, а затем мы снова создаем из нее водород.Это невозможно, нам нужно откуда-то брать энергию, чтобы «повернуть вспять» реакцию. Мы говорим о солнечной энергии, ветровой или ядерной энергии, то есть об энергии, которая не производит углекислый газ в качестве побочного продукта. Чтобы использовать эту энергию с максимальной эффективностью, необходим катализатор. Мы стремимся к тому, чтобы катализатор требовал минимально возможных перенапряжений, что минимизирует потери энергии.

Ученый подчеркивает, что их проект был полностью теоретическим, потому что это и было целью исследования.Ученые сделали ставку на методы вычислительной химии. Они смоделировали химические явления, на основе которых они смогли определить определенные параметры процесса, химический состав катализатора или роль различных добавок. Они проводили расчеты в различных масштабах, от квантовой химии (на уровне отдельной молекулы воды) до непрерывной модели системы.

- Новаторский подход в том, что мы постарались совместить эти шкалы. Эффект очень многообещающий, но мы не будем подавать патент, потому что невозможно запатентовать молекулу воды, - смеется ученый из Вроцлавского университета науки и технологий.Результаты исследования доступны другим ученым по формуле открытого доступа. Также к проекту относятся три публикации:

  • Помогая своему соседу: как допирование кобальтом изменяет электрокаталитические свойства гематита, Бартломей М. Шия и Агата Подсядлы-Пашковска, J. ​​Phys. Chem. Lett.2020, 11, 11, 4402–4407,
  • Настройка свойств поверхности гематита (110) для повышения его эффективности в фотоэлектрохимии, A. Podsiadły-Paszkowska, I. Tranca, B.M. Шея, Дж.Phys. Chem. С., 2019, 123, 5401-5410,
  • О разработке моделей для точного описания границы раздела вода - гематит, Хуан Хосе Гутьеррес-Севильяно, Агата Подсядлы-Пашковска, Бартломей М. Шия, София Калеро, Applied Surface Science, 2021, 560, 149884.
Отсутствие выбросов во времени

- Вы можете продолжить наши исследования или использовать его для создания устройства на водородном топливе, - говорит проф. Шея. Он добавляет, что топливные элементы (не только основанные на водороде) - это очень развивающаяся тема.В Польше ее исследованиями занимаются немногие научные центры.

- Эта технология будет развиваться, поэтому наши катализаторы станут важным элементом, необходимым для крупномасштабного производства водородного топлива. Так что у нас идеальное время для таких исследований. Тем более что вопрос нулевого выброса очень актуален, - подчеркивает он.

Благодаря этому проекту Вроцлавский университет науки и технологий стал частью международной структуры COST (Европейское сотрудничество в области науки и технологий). В нем принимают участие несколько десятков установок со всего мира, которые работают над получением водорода различными методами.

Ивона Шайнер

.

Смотрите также