Авто з водневим двигуном: як це працює?

Ви замислювалися про те, чи зможе гібрид, плагін-гібрид або повністю електричний автомобіль вписатися у ваше життя замість звичайного бензинового чи дизельного авто? Напевне так. Однак є ще один варіант, який ви, ймовірно, не розглядали - автомобіль на водневих паливних елементах. Він може стати популярним в майбутньому і перетворитися в конкурента електромобіля. 

На даний момент технологія все ще перебуває в зародковому стані, не дивлячись на те, що моделі вже доступні. Toyota Mirai, мабуть, найвідоміший автомобіль на водні. Ще є позашляховик Hyundai Nexo і седан Honda Clarity FCV. BMW теж працює над технологією - BMW i Hydrogen NEXT повинен надійти в продаж обмеженим тиражем в 2022 році.

Як працює автомобіль на водневих паливних елементах?

Автомобіль на водневих паливних елементах схожий на електромобіль в тому сенсі, що використовує водень для зарядки бортових акумуляторів. Акумулятори запускають електродвигун, що обертає колеса. 

Для звичайного користувача це означає, що потрібно залити водень в паливний бак на звичайній заправній станції. Далі машина буде використовувати його для виробництва електроенергії, яка приводитиме в рух колеса.

Автомобілі на водневих паливних елементах нечисленні. У продажу є всього кілька моделей. Проте ця технологія розглядається деякими виробниками як один з відповідей на кліматичну кризу планети.

Як влаштований водневий паливний бак?

Автомобіль має бак, який можна за кілька хвилин наповнити стисненим воднем. Коли цей хімічний елемент проходить через «пакет паливних елементів», виробляється електрика для акумуляторів і двигуна.

Пакет паливних елементів - це, по суті, тривимірна дротова сітка в рідині, яка запускає реакцію. Вона має позитивно заряджений анод на одному кінці і негативно заряджений катод на іншому.

Атоми водню розщеплюються на протони й електрони. Протони з'єднуються з повітрям, утворюючи водяну пару, а електрони надходять в автомобільні акумулятори, які потім приводять в рух колеса за допомогою двигуна.

На високих швидкостях електрика, вироблена воднем, може приводити в дію двигун безпосередньо, а не накопичуватися в акумуляторі. Більш того, для швидкого прискорення батареї і водень можуть живити його одночасно.

Чим авто на водні краще електромобіля? 

Принадність автомобілів на водневих паливних елементах в тому, що у них фактично є власна електростанція для підзарядки батарей. Крім того, на відміну від чистих електромобілів, на зарядку яких можуть піти години, транспортний засіб на водні можна заправити за лічені хвилини. Це робить машину набагато практичнішою для тривалих подорожей і надає більше схожості з бензиновими і дизельними ДВЗ.

Чим автомобілі з водневими двигунами краще ДВС?

Бензинові і дизельні автомобілі явно нежиттєздатні в майбутньому, оскільки ми не можемо вічно покладатися на викопне паливо. Навіть якщо скидати з рахунків вироблені ДВС викиди (а ми не повинні цього робити), ресурси обмежені.

Оскільки водень не вичерпається - це найпоширеніший елемент у Всесвіті, - автомобілі на водневих паливних елементах виглядають як хороше рішення. Крім того, вони викидають тільки воду з вихлопної труби (хоча завод, який стискає водень для використання в автомобілях, виробляє шкідливі речовини) і майже безшумні, так як приводяться в рух електромоторами.

Продажі серійного водневого седана Toyota Mirai стартували в Японії в 2020 році. 

Чому ж тоді ми ще не їздимо на автомобілях на водневих паливних елементах?

Водневі автомобілі виконують дуже хитромудрий хімічний трюк, але у них є і недоліки. 

По-перше, технологія робить їх дорогими: машинам доводиться покривати виробничі витрати, не дивлячись на невелику кількість покупців. 

По-друге, є проблема заправки. Водневих станцій дуже мало. Цей хімічний елемент важко транспортувати і зберігати в порівнянні зі звичайним викопним паливом.

По-третє, багато хто думає, що технологія робить машину дуже небезпечною. Але, хіба ви не заправляєте машину легкозаймистою бензином весь час без проблем?

Однак ці проблеми зрозумілі, тому що нові технології вимагають відважних «першопрохідців», які прокладають шлях для інших. Згодом з'являється інфраструктура і витрати скорочуються. 

Найскладніше завдання виникає з виробництвом водневого палива. Незважаючи на його достаток, хімічний елемент становить всього одну частину на мільйон нашої атмосфери. На поверхні планети є величезна кількість водню, але більша його частина знаходиться в хімічних сполуках, таких як вода і, за іронією долі, сира нафта.

Це означає, що необхідно виробляти водневе паливо в промислових масштабах. Невідомо, чи стане технологія популярної в найближчому майбутньому, але згадайте Toyota Prius. Модель була випущена ще в 1997 році і стала піонером в області гібридних технологій. Зараз цей гібрид - лідер серед продажів у світі. Тепер у кожного бренду в лінійці гібрид або повністю електричний автомобіль. 

Теги:

водородный двигатель автомобили на водородном топливе

показать все скрыть