Установка водородная на авто: Доступ ограничен: проблема с IP

Содержание

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.

ВОДОРОДНЫЙ ГЕНЕРАТОР — Direct Invest

The purpose of the loan: произвоство водородных генераторов для автотранспорта

Short description

О ТЕХНОЛОГИИ ВОДОРОДНЫХ СИСТЕМ
Исследования “Hydrogen” показали, что двигатели внутреннего сгорания, дополнительно заправленные водородной смесью HHO требуют меньше топлива и производят меньше выбросов углекислого газа.
Эксперименты проводились с целью оценить влияние добавления HHO-газа, полученный электрохимическим путём из воды, к воздуху во впускном коллекторе прямого впрыска дизельного двигателя. Исследования показывают, что добавление HHO-газа может улучшить эффективность процесса сгорания из-за РАЗЛИЧНЫХ свойств сгорания водородной смеси HHO в сравнении с традиционными видами топлива.
ОБ ЭКОНОМИИ ТОПЛИВА С ВОДОРОДНЫМИ HHO СИСТЕМАМИ
Экономия топлива при использовании HHO систем может достигать – 50%.
Рекомендуемое оборудование:
Для достижения наилучших показателей экономии топлива требуется правильное сочетание оборудования: (генератор водорода + электронный контроллер). Электронные контроллеры регулируют расход водорода и управляют сигналами датчиков автомобиля. Мы предлагаем различные электронные продукты, совместимые со всеми существующими HHO системами.
Экономить топливо с ННО системами можно на любом автомобиле!
ННО системы с высокотехнологичной электроникой, контролирующей работу HHO генератора подходят как для бензиновых, так и дизельных двигателей и могут быть установлены на – легковые автомобили, грузовые автомобили, коммерческий транспорт, микроавтобусы, трактора, лодки, электрогенераторы и любую другую технику с двигателем внутреннего сгорания.
Средние показатели экономии топлива:
Автомобиль с дизельным двигателем 20-50%
Автомобиль с бензиновым двигателем 20-60%
Автомобиль с газовой установкой 20-40%
Как HHO-газ работает в Вашем автомобиле?
В двигателе находятся поршни, которые быстро двигаются вверх и вниз со стабильной скоростью, обеспечивая мощность автомобиля. Когда поршень находится в нижнем положении он создает вакуум, который всасывает топливо и воздух (Подвод). Когда поршень поднимается, он сжимает топливную смесь (Компрессия) и свеча её зажигает (Мощность). В идеальном двигателе, возгорание топливной смеси должно происходить, когда поршень находится в самой верхней позиции. Но, к сожалению, в большинстве двигателей возгорание происходит раньше и топливо не сгорает полностью. Это приводит к неэффективной работе двигателя, повышенному расходу топлива и повышенным вредным выбросам СО2 в атмосферу.
Когда водородная смесь HHO смешивается с топливом Вашего автомобиля, она повышает октановое число топливной смеси (топливо + HHO-газ), так-же повышается и объем компресии необходимый для возгорания топлива. Поршень должен полностью сжать топливную смесь для ее возгорания, HHO-газ дополнительно помогает топливу сгореть более эффективно, благодаря чему снизить вредные выбросы СО2 в атмосферу. Таким образом увеличивается КПД сгорания топлива, повышается мощность двигателя, он становится “живее” и , как итог – снижается расход топлива (л/км).
Кратко о водородом генераторе экономии топлива для любого вида автотранспорта:
Сегодня доступна новая водородная система экономии топлива , которая позволяет значительно сократить расход топлива вашего автомобиля. Просто используйте классическое топливо (бензин, дизтопливо или газ) в смеси с водородом, который производится в необходимом количестве непосредственно в вашем автомобиле, путём электролиза. Водород подаётся в камеру сгорания двигателя, через коллектор подачи воздуха, смешивается с органическим топливом (бензин, дизтопливо или газ) и сгорает в двигателе.
Эффект экономии достигается из-за лучшего горения смеси углеродного топлива и HHO-газа. Это даёт возможность топливу сгорать почти полностью, ощутимо увеличивая КПД и потенциал двигателя.
Результаты  водородных HHO систем:
• Снижение расхода топлива от 20% до 50%
• Увеличение мощности двигателя до 25%
• Снижение вредных выбросов CO3, СН до 80%
• Очищение цилиндров от копоти
• Понижение рабочей температуры двигателя
• Эластичная работа двигателя
• Продление срока эксплуатации двигателя bez HHO
Планируется три типа установок для отопления помещений: до 250 м2, до 500 м2 и до 1000 м2. Водородная установка дает отопление, горячую воду и водород на варочные поверхности. Таким образом, вместо природного газа будет безвредный водород 3 в 1.
Это водородный генератор, который работает на отопление 300 м2 потребляет менее 2 КВт/час!!!
Водородные установки для автомобилей любого типа и любого типа топлива экономят в среднем от 30%, но чем старше машина, тем выше экономия, может доходить до 50-60%.
Запуск мелкосерийного производства обойдется в 150-200$ тыс, серийное производство порядка 1,5-2$ млн.
Так же есть второй вид использования водорода в чистом виде для систем отопления и горячей воды, где водород сгорает в специальном котле при температуре 3600С…тоже абсолютно безопасен, даже если его потушить, будет идти обыкновенный пар.
Здесь водородный генератор который работает на отопление 300 м2 потребляет менее 2 КВт/час!!!
Готовы при реальной заинтересованности все презентовать.
Можно для старта запустить водородные генераторы для автотранспорта, тема очень понятная и очень перспективная, для старта здесь хватит и 80$ тыс, а уже в производство вкладываться чуть позже.
Проект очень быстро окупаемый, высокорентабельный.

В Лондоне появится первая машина скорой помощи на водороде :: Autonews

Ливерпульская компания Ulemco, которая специализируется на переводе коммерческого транспорта на водород, анонсировала новый проект по созданию машины скорой помощи. Об этом сообщает Autocar. Машина экстренной службы на водородных топливных элементах предназначается для использование в Лондоне. Первые водородные автомобили будут переданы местной службе скорой помощи NHS Trustу же этой осенью.

Новинка получит название Zerro (сокращение от Zero Emission Rapid Response Operations). Также в проекте принимают участие компании Lyra Electronics, Ocado и Promech Technologies. В состав силовой установки машины войдут батареи емкостью 92 киловатт-часа и 30-киловаттный блок топливных элементов Ballard.

Баллон с 8 кг водорода установят на крыше машины. Без дозаправки автомобиль сможет проезжать чуть более 320 километров. Максимальная скорость — 145 км в час. Грузоподъемность автомобиля скорой помощи составит примерно 900 килограммов.

На данный момент целый ряд производителей ведут разработку или уже выпускают машины на водородных топливных элементах. Так, в прошлом году концерн Daimler представил модель Mercedes-Benz Genh3, которая стала первым грузовиком немецкой марки с силовой установкой на водородных топливных элементах. Автомобиль пока существует только в виде прототипа, однако немцы обещают наладить серийный выпуск подобных машин в 2024 году.

В свою очередь, компания Hyundai создала отдельный бренд HTWO, под которым корейцы будут развивать технологии и производить силовые агрегаты на водородных топливных элементах. Название HTWO представляет собой расшифровку обозначения молекулы водорода — «h3», а также дает отсылку к английскому слова «Humanity» («Гуманность»).
 

Что касается России, то осенью 2020 г. премьер-министр страны Михаил Мишустин утвердил план развития водородной энергетики на ближайшие четыре года. По его словам, это первый шаг к формированию в России «новой высокотехнологичной отрасли». Один из пилотных проектов этого направления- создание железнодорожного транспорта на метано-водородном топливе.

Водородная бомба Мир нашел новую альтернативу нефти и газу. Она обойдется в сотни миллиардов долларов: Госэкономика: Экономика: Lenta.ru

Бум на зеленую энергетику уже давно сопровождается попытками найти замену привычным, но совершенно не экологичным углеводородам. Одним из кандидатов на эту роль стал водород. На него делают ставку Европейский союз, Китай, США, Япония и многие другие страны. Суммарная стоимость всех проектов, реализуемых сегодня в области водородной энергетики, достигла уже 90 миллиардов долларов. Объем планируемых инвестиций в последующие 30 лет только лишь от ЕС — до 470 миллиардов евро. В то же время на пути водородной революции пока немало препятствий — в частности, дороговизна производства, нехватка чистой воды и неразвитость систем доставки. Перспективы h3 как главного топлива будущего — в материале «Ленты.ру».

Главная проблема любого ископаемого источника энергии — ограниченность его объемов. Рано или поздно закончатся и нефть, и газ, и уголь. Существующие возобновляемые источники энергии — ветер, солнце и вода — пока не могут в достаточной степени заменить углеводороды. А вот водород в теории может. Водород практически не встречается на Земле в чистом виде, однако его можно извлечь из большого числа распространенных ресурсов: воды, метана, каменного угля, биомассы, водорослей и даже мусора.

Водород научились получать еще в начале XIX века, но до конца XX века повсеместно использовать водород в качестве устойчивого источника энергии было невозможно. Газогенераторные установки были массивными и требовали топлива для работы. Вторая проблема — такой водород нельзя назвать чистым, так как газогенераторы оставляют углеродный след.

Фото: Public Domain / Wikimedia

Важный шаг к превращению водорода в распространенный источник энергии произошел в 1959 году — американская компания Allis-Chalmers Manufacturing Company создала трактор с силовой установкой, работавшей на так называемых топливных элементах. Принцип работы такой установки прост: запасенный в баллонах водород вступает в химическую реакцию с кислородом, в результате чего выделяется электричество, которое питает электромотор. Помимо этого топливные элементы выделяют в атмосферу побочные продукты, безвредные для окружающей среды, — тепло и водяной пар.

Топливные элементы можно использовать для получения электроэнергии в промышленных масштабах, а выделяемое в процессе реакции тепло — для обогрева зданий. Кроме того, они гораздо компактнее газогенераторной установки, поэтому их можно установить на борту любых транспортных средств. Теоретически топливные элементы могут сделать водород основой топливно-энергетического комплекса (ТЭК), но для этого нужно решить две проблемы.

Фото: Kim Hong-Ji / Reuters

Первая — углеродный след при получении водорода. Топливные элементы обеспечивают нулевой выброс лишь в процессе получения электричества, но для их работы нужен водород. Эту проблему можно решить с помощью электролиза воды: под воздействием электрического тока дистиллированная вода распадается на кислород и водород. Процесс вообще может быть замкнутым: полученное в топливных элементах электричество используется в том числе для получения водорода.

При этом водород, полученный путем электролиза, еще и подразделяют на «желтый» и «зеленый»: для производства первого используется атомная энергия, второго — возобновляемые источники энергии. Таким образом, по-настоящему экологичным водородом многие страны признают лишь «зеленый» подвид.

Второе серьезное препятствие на пути повсеместного внедрения топливных элементов — их высокая цена. На рубеже XX и XXI веков свои автомобили на топливных элементах показали BMW, General Motors, Honda, Hyundai, Toyota и даже «АвтоВАЗ», но о серийном производстве речи еще не шло. В 2008 году Honda выпустила небольшую партию седанов FCX Clarity с водородными топливными элементами, которую сдавали в лизинг (одновременно и аренда, и аналог целевого кредита) в Калифорнии за 600 долларов в месяц. При этом производство каждого автомобиля обходилось Honda в миллион долларов.

Материалы по теме

00:02 — 30 сентября 2020

На обочине

Конкурента Tesla обвинили в грандиозной лжи. Слава и миллиарды соперника Илона Маска тают на глазах

00:02 — 13 января

Опомнились

Запад решил отказаться от нефти и газа и уже нашел им замену. Готова ли к этому Россия?

В 2014 году Toyota начала продажи Mirai — первого в мире серийного автомобиля на водородных топливных элементах. Два года спустя в продажу поступило второе поколение Honda FCX Clarity, но объемы продаж оставались скромными. Toyota за все время производства реализовала около десяти тысяч Mirai.

Параллельно топливные элементы начали использовать и в других видах транспорта. В 2017 году в Германии на маршрут вышел пассажирский поезд на водородных топливных элементах Coradia iLint. Причем работает он на линиях, которые не электрифицированы, — поезд на топливных элементах заменил дизельные тепловозы. С 2008 года по Альстеру, притоку Эльбы, ходят суда на водородных топливных элементах. Существуют и прототипы самолетов с аналогичными силовыми установками.

Однако и Toyota, и другие производители уверены, что в ближайшем будущем себестоимость автомобилей на топливных элементах будет не выше, чем у машин с двигателем внутреннего сгорания (ДВС). В 2020 году японский автогигант представил второе поколение модели и планирует увеличить продажи в десять раз.

Сразу несколько игроков включились в борьбу за рынок тяжелых грузовиков на топливных элементах. Hyundai в рамках программы Hydrogen Mobility к 2025 году планирует поставить клиентам в Европе 1600 грузовиков на топливных элементах. Toyota совместно с Kenworth начала испытания водородного грузовика еще в 2017 году, а два года спустя поставила несколько машин в порт Лос-Анджелеса. Наконец, одним из главных генераторов новостей стал американский стартап Nikola, который занимается разработкой грузовиков на топливных элементах. Компания обещала начать их производство к 2023 году.

Исследовательский центр Bloomberg New Energy Finance (BNEF) оценивает все реализуемые сегодня проекты в области водородной энергетики в сумму свыше 90 миллиардов долларов. Институт экономики энергетического сектора и финансового анализа (IEEFA), в свою очередь, насчитал десятки строящихся установок электролиза на базе ВИЭ суммарной мощностью 50 ГВт и стоимостью 75 миллиардов долларов.

Главным инициатором отказа от ископаемых источников энергии и перехода на водород выступают страны Большой семерки, которые в 2015 году, еще до подписания Парижского соглашения, договорились полностью избавиться от ископаемого топлива к концу века. Европейский союз еще более оптимистичен: в 2019 году был принят «Зеленый пакт для Европы» (The European Green Deal), согласно которому ЕС должен добиться нулевого выброса парниковых газов и отказа от ископаемых источников энергии уже к 2050 году. Особую роль в его реализации должен сыграть водород.

Фото: Bernd von Jutrczenka / Getty Images

В июле 2020 года Еврокомиссия представила «Водородную стратегию для климатически нейтральной Европы». Она предусматривает конкретные шаги по развитию водородной энергетики. Приоритетным направлением станет именно «зеленый» водород. Но на первом этапе, чтобы быстрее уменьшить выбросы парниковых газов, будет использоваться и низкоуглеродистый водород — произведенный на основе ископаемого топлива, например, каменного угля, но с улавливанием углерода.

К 2030 году, согласно стратегии, на территории Евросоюза будут работать электролизеры суммарной мощностью 40 ГВт для производства «зеленого» водорода, а еще 40 ГВт будут производить электролизеры в соседних странах для экспорта водорода в ЕС. Для сравнения: общая мощность всех электростанций России составляет около 250 ГВт. Производство же самого «зеленого» водорода достигнет 10 миллионов тонн. По оценкам ЕК, к 2050 году возобновляемый водород в Европе может потребовать от 180 до 470 миллиардов евро инвестиций. Пока же на энергию на базе водорода приходится менее 1 процента всего энергопотребления в Евросоюзе.

Не менее амбициозные планы у Китая: в стране надеются, что к 2040 году водород будет составлять 10 процентов всей китайской энергосистемы. На протяжении долгих лет КНР была мировым лидером по производству водорода и занимала около одной трети мирового рынка. Но речь идет о высокоуглеродистом водороде, который получают из угля и нефти без улавливания углерода. Это приводит к тому, что цена килограмма водорода в Китае одна из самых низких в мире — около 9 юаней (1,15 евро).

Для сравнения: ориентировочная стоимость ископаемого водорода в ЕС сегодня составляет около 1,5 евро за килограмм. Предполагаемые затраты на ископаемый водород с улавливанием и хранением углерода составляют около 2 евро за килограмм. А килограмм «зеленого» водорода, в свою очередь, обойдется в 2,5-5,5 евро.

Однако обязательство стать климатически нейтральным к середине века заставляет Китай переориентироваться на производство экологически чистого водорода. К тому же, по расчетам Института Роки-Маунтин (RMI), американской некоммерческой организации, консультирующей по вопросам энергетического перехода, Китай может стать углеродно-нейтральным к середине века без ущерба для экономического роста. Институт утверждал, что «Китай имеет хорошие возможности для получения технологического конкурентного преимущества от перехода к чистым нулевым выбросам», и призвал страну поддержать электролиз водорода.

Электролизер

Кадр: Realstrannik.com

Соседи — Южная Корея и Япония — также намерены развивать водородную индустрию. Первая планирует наладить производство топливных ячеек общей мощностью 40 ГВт, а также выпустить более 6 миллионов водородных автомобилей к 2040 году. Вторая уже построила «зеленую» водородную фабрику в Фукусиме, одну из крупнейших в мире. А Саудовская Аравия при технологической поддержке американской компании Air Products строит в своем «городе будущего» Неоме гигантскую зеленую электролизную установку стоимостью 5 миллиардов долларов и производительностью 650 тонн водорода в сутки.

Вероятно, крупнейший водородный проект современности реализуется в настоящее время в Австралии. В «Азиатском хабе возобновляемой энергии» в горнопромышленном центре Пилбара строятся солнечные и ветровые электростанции общей площадью 6,5 тысячи квадратных километров. Они будут производить более 50 тераватт-часов зеленой энергии, большая часть которой пойдет на производство водорода. Проект стоимостью 16 миллиардов долларов планируется запустить в 2027 году.

Что касается России, то возрастающая роль водорода в мировой энергетике на первый взгляд сулит ей потерю доли на рынке. В действительности же есть шанс не только сохранить, но и упрочить свои позиции. Министр энергетики Александр Новак заявил, что Россия уже договаривается с Германией о совместных исследованиях по производству зеленой энергии — в частности, водорода. Новак подчеркнул, что, на его взгляд, углеводороды продолжат играть ключевую роль в мировой энергетике, а вот энергетический баланс в Европе может измениться.

Действительно, «водородная стратегия» ЕС подразумевает импорт огромных объемов водорода, а у России уже есть каналы его поставки. Например, для импорта водорода в Германию можно использовать существующую сеть газопроводов — в частности, газопроводы OPAL и Eugal, сухопутные продолжения «Северного потока» и «Северного потока 2». Gascade, немецкая дочка «Газпрома», на словах подтвердила принципиальную готовность использовать свои газопроводы для транспортировки водорода.

Александр Новак

Фото: Александр Миридонов / «Коммерсантъ»

Таким образом, у России уже есть покупатель водорода и возможности по его транспортировке. Однако мощностей по производству водорода, тем более экологически чистого, в стране нет. Решить эту проблему должна дорожная карта «Развитие водородной энергетики в России» на 2020-2024 годы. Главную роль в ее реализации должны сыграть «Росатом» и «Газпром». Уже в 2024 году «Росатом» должен запустить пилотные водородные установки на атомных станциях и построить опытный полигон для испытаний водородных поездов. «Газпром», в свою очередь, должен в 2021 году разработать и испытать газовую турбину на метано-водородном топливе, а затем изучать возможности применения водорода в двигателях различных транспортных средств и в газовых установках — газотурбинных двигателях и газовых бойлерах.

Интерес к теме водорода проявляет и «НОВАТЭК». Компания объявила о подписании меморандума о взаимопонимании в целях изучения и оценки возможностей развития производственно-сбытовой цепочки поставок водорода с немецкой компанией Uniper. Компании рассматривают возможность поставки «голубого» водорода, произведенного из природного газа с дальнейшим улавливанием и хранением CO2, а также «зеленого» водорода.

По оценкам BofA Securities, к 2050 году стоимость мирового рынка «зеленого» водорода составит 2,5 триллиона долларов. Кроме того, будет создано не менее 30 миллионов рабочих мест. Однако не все разделяют столь оптимистичные прогнозы. Аналитики из Rystad Energy считают, что до водородного триумфа в энергетике еще далеко — лишь половина из запущенных в мире «зеленых» водородных проектов будет реализована до 2035 года. При этом подавляющему большинству проектов потребуется господдержка.

Помимо того, что чистая водородная энергетика требует огромных капиталовложений, существует проблема, связанная с недостатком ключевого сырья — чистой воды. По оценкам экспертов Oilprice, для производства одной тонны водорода методом электролиза нужно девять тонн воды. При этом она требует специальной подготовки и очистки. Например, чтобы подготовить одну тонну деминерализованной воды, пригодной для электролиза, нужно две тонны обычной воды. Таким образом, понадобится 18 тонн воды, чтобы произвести тонну водорода.

Фото: Spencer Platt / Getty Images

Также непонятно, как быть с транспортировкой водорода. Сейчас основные объемы этого топлива перевозятся морскими танкерами, но проблема заключается в выкипании продукта, даже несмотря на использование систем охлаждения. Существенно дешевле доставлять водород по трубам, однако запускать водород в действующие газотранспортные системы можно, только смешав его с природным газом, что означает дополнительные затраты на извлечение.

Еврокомиссия признает, что «чистый» и низкоуглеродный водород еще долго будет значительно дороже водорода, полученного из ископаемых источников энергии. Из хороших новостей: за последние пять лет стоимость технологии электролиза упала на 40 процентов и продолжает снижаться. BloombergNEF прогнозирует, что к 2050 году «зеленый» водород при цене доллар за килограмм станет выгоднее газа на мировых рынках и сможет конкурировать с самым дешевым углем. Но это через 30 лет, а пока путь превращения водорода в главный энергоноситель планеты только начинается.

Водородная установка

Устройство позволяет сократить расход топлива автомобиля до 37%, повышает мощность двигателя и продлевает срок его службы. Кроме этого, установка снижает выброс вредных веществ в атмосферу согласно ЕВРО-4. Установка занимает не более полутора часа. Если вы решите сменить автомобиль, переустановка займет 30-40 мину. Рекомендован к применению на любых двигателях внутреннего сгорания (карбюраторных, инжекторных, дизельных, на газовом оборудовании).

Водородная установка эффективна практически на любом виде транспорта – легковых и грузовых автомобилях, автобусах, джипах, катерах, мотоциклах и т. д. Может также с успехом использоваться на сельскохозяйственной и строительной технике.

Результат действия устройства:

Снижение расхода топлива от 25% — 55%

— Увеличение мощности двигателя до 18%

— Снижение выброса СО и СН на 40% — 80%

— Ощищение цилиндров от углеродистых отложений

— Безопасное использование для двигателя

— Увеличивает срок службы двигателя

— Эластичная работа двигател

— Гарантия 1 год

Наш прибор генерирует водород из воды и добавляет его в воздухозаборник для значительного экономического эффекта. Формула бензина содержит примерно 18 молекул водорода. Поступающий через воздухозаборник, газ, генерируемый из воды, добавляет 2 молекулы водорода к бензину +1 молекулу кислорода в воздух, для полного сгорания топливной смеси. Водород сгорает при температуре на 130 С выше, а так же сгорает быстрее, что является еще одной причиной увеличения КПД ДВС. Водород при высокой температуре вступает в реакцию с сажей, образуя сгораемый без остатка углеводород С+2Н2-СН4.

Ваш двигатель будет очищен от вредных отложений, что чаще всего являются причиной капильного зажыгания и сбоя в стабильности работы двигателя, что в свою очередь приводит к разрушающей детонации и потере мощности.

Данный комплект состоит из электролизера, фильтра газа, расширительный бачок, шланги. Способ выделения газа основан на явлении электролиза воды.

 

№ п.п.

Наименование

Тип двигателя

Стоимость

(евро)

1.

Водородная уст.

карбюратоные и дизельные 

V до 2000…

139,00 €

2.

Водородная уст.

карбюратоные и дизельные 

V до 2500…

299,00 €

3.

Водородная уст.

карбюратоные и дизельные 

V до 3000…

199,00 €

4.

Водородная уст.

карбюратоные и дизельные

 V до 5000…

498,00 €

5.

Водородная уст.

карбюратоные и дизельные

 V до 6000…

299,00 €

6.

Водородная уст.

карбюратоные и дизельные

 V до 8000…

698,00 €

7.

Водородная уст.

карбюратоные и дизельные

 V до 9000…

499,00 €

8.

Водородная уст.

карбюратоные и дизельные
 V до 12000… 

699,00 €

 

Эту страницу так же находят по запросам:

Водородная,установка,топливо,економия,система экономии топлива,водородная установка,водородная установка +на авто,водородная установка +для автомобиля,водородная установка купить,водородная установка +для автомобиля купить,водородная установка +на авто купить

Hyundai Future Mobility: в Hyundai MotorStudio в Москве открылась выставка, посвященная мобильности будущего

Выставка в Hyundai MotorStudio демонстрирует технологическое лидерство бренда в сфере индивидуальной и коллективной мобильности

В экспозиции Hyundai Future Mobility представлены как смелые концептуальные решения, так и серийные продукты Hyundai

В центре внимания – инновации в области водородной энергетики и экологически чистых технологий, где компания Hyundai является признанным лидером

22 октября 2020 года. В Hyundai MotorStudio в Москве открылась экспозиция Hyundai Future Mobility, посвященная передовым решениям Hyundai в области индивидуальной и коллективной мобильности. Уникальные экспонаты отражают видение мобильности будущего и глобальную стратегию бренда Hyundai, в центре которой — сам человек и его роль в разных сферах жизни.

«Сегодня Hyundai не просто автопроизводитель, а перспективный поставщик комплексных и интеллектуальных мобильных решений. На пути этой трансформации мы уделяем первостепенное внимание клиенту – реализации его насущных и предвидению будущих потребностей. Футуристичная выставка в галерее Hyundai MotorStudio познакомит гостей с нашим видением будущего и покажет дальнейшее направление развития общества и автомобильной индустрии», — говорит управляющий директор компании «Хендэ Мотор СНГ» Алексей Калицев.

Выставка Hyundai Future Mobility включает в себя концептуальные проекты и реальные серийные продукты. Их объединяет новая идеология Hyundai, согласно которой в центре любых транспортных решений – человек, его потребности и комфорт. Любой новый сервис или продукт призваны улучшить качество жизни как отдельного человека, так и всего общества. В продолжение этой идеи экспозиция состоит из нескольких тематических зон, каждая из которых демонстрирует достижения Hyundai в области мобильности настоящего и будущего.

Интеллектуальные транспортные системы

Открывает Hyundai Future Mobility уменьшенная копия макета интеллектуальной транспортной системы, впервые показанного на стенде Hyundai на выставке CES 2020. Макет воплощает представление Hyundai о мобильности будущего и подтверждает стремление компании стать поставщиком интеллектуальных транспортных решений. Уникальная модель городского транспортного кластера дает представление об интеграции городского воздушного транспорта (UAM), специализированных автомобилей (PBV) и транспортных пересадочных узлов (Hub) в городское пространство будущего, ориентированное на человека.

По мнению Hyundai, будущее городского транспорта будет тесно связано с возможностями свободного перемещения не только по земле, но и в воздушном пространстве мегаполисов. Масштабная инсталляция посвящена тому, как эти составляющие будущей транспортной системы будут сосуществовать для облегчения жизни человека в мегаполисе. Вариант реализации этой концепции в городской среде каждый посетитель выставки сможет увидеть не только на макете, но и с помощью технологии VR.

NEXO

Один из ключевых экспонатов выставки — кроссовер Hyundai NEXO, электромобиль с силовой установкой на водородных топливных элементах (FCEV) и нулевым уровнем вредных выбросов. Единственным выбросом автомобиля является водяной пар. При этом автомобиль демонстрирует впечатляющие ходовые качества.

Этот кроссовер – воплощение лидерства Hyundai в развитии водородных технологий. Компания направляет значительные инвестиции в эту область, поскольку водородные технологии могут дать серьезные преимущества для населения, энергетической безопасности, окружающей среды и экономики всех стран.

Уже сейчас инновационные решения позволили Hyundai разработать экологичные, безопасные и высокоэффективные водородные двигатели и запустить серийное производство водородных автомобилей. При этом потребительские характеристики таких инновационных автомобилей ничем не уступают возможностям традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, а по ряду параметров даже превосходят их.

NEXO разработан с учетом возможности эксплуатации при экстремальных температурах. Испытания показали, что автомобилю не страшна ночная стоянка при -29 С. Одно из достоинств NEXO — «холодный старт» в течение 30 секунд, лучший показатель во всем сегменте. Система топливных элементов разогревается быстрее, что обеспечивает максимальную производительность. NEXO демонстрирует и великолепные возможности эксплуатации даже при температурах выше +50 С. Система на топливных элементах обеспечивает не только выдающиеся динамические характеристики модели, но и внушительный запас хода — до 666 км (по циклу WLTP). Оптимизация блока ячеек, силовой установки, батареи и общей конструкции добавила простор на борту автомобиля, снижение снаряженной массы и отменную динамику. Компоновку автомобиля можно изменить при желании — например, перенести батарею в багажник. Кроме инновационной системы привода, NEXO также получил самые передовые системы активной безопасности и помощи водителю. Многими из них после презентации на NEXO стали оснащаться и другие серийные автомобили Hyundai.

IONIQ

Центральное место в экспозиции занимает арт-объект, представляющий собой силуэт автомобиля IONIQ Electric, помещенный на реальную электрическую силовую установку электромобиля.

В этом году было объявлено о создании отдельного суббренда IONIQ, который уже в ближайшие четыре года выпустит три новых модели. Эти новинки позволят удовлетворить быстрорастущий спрос на личный транспорт с нулевым выхлопом и обеспечат лидерство Hyundai на мировом рынке электромобилей в будущем.

Ключевые ценности новой мобильности, которые будут реализованы в автомобилях суббренда IONIQ, — это безопасность, экологичность и технологическое совершенство. Полная реализация этих ценностей в серийном электромобиле даст потребителю совершенно новый опыт управления и взаимодействия с транспортом.

Новое семейство автомобилей символично получило то же имя, что и экспериментальная модель, появившаяся в 2016 году. Hyundai IONIQ был единственным в мире электромобилем с тремя вариантами электрифицированных агрегатов: гибридным, подзаряжаемым гибридным и полностью электрическим на батареях. Теперь этот новаторский образец передает эстафету и свое имя экологичной мобильности — целому семейству автомобилей, которое ждет большое будущее.

Жизнь водорода

Водород – один из самых перспективных видов топлива. Он может позволить человечеству решить важную проблему — найти практически неиссякаемый источник полностью экологичного топлива для большого числа транспортных средств. Именно поэтому Hyundai прикладывает немало усилий для разработки транспорта на водородном топливе и популяризации этого вида энергии. Разработанная Hyundai силовая установка на водородных топливных элементах вырабатывает электроэнергию за счет реакции водорода с кислородом. Никакого сжигания в установке не происходит, единственным побочным продуктом ее работы является вода. В числе первых компаний в мире Hyundai Motor открыла специализированный завод, который серийно производит силовые установки на водородных топливных элементах.

В соответствии с глобальным планом концерна, к 2030 году Hyundai Motor Group существенно увеличит производство силовых установок на водородных топливных элементах до 700 тыс. единиц в год, а также будет развивать новые направления бизнеса, поставляя такие установки производителям автомобилей, дронов, судов, подвижных составов и других видов транспорта. Вскоре ожидается появление спроса на силовые установки на водородных топливных элементах и со стороны секторов, не связанных с транспортом, таких как производство и аккумулирование электроэнергии.

Чтобы каждый посетитель выставки, и ребенок, и взрослый, мог понять, как человечество способно синтезировать и использовать водород, на экспозиции в Hyundai MotorStudio в Москве установлен познавательный интерактивный стол с видеоматериалами, где простым веселым языком с помощью анимации рассказывается о водороде и его использовании.

«Заодно с природой»

Водородный двигатель Hyundai представлен на выставке как арт-объект, призванный донести до зрителя идею того, что высокие технологии и высокая скорость могут гармонично сосуществовать с природой и не наносить вред окружающей среде. В отличие от двигателя внутреннего сгорания любой конструкции, двигатель, работающий на водороде, выбрасывает в окружающую среду только воду. Все части специально разобранного водородного силового агрегата «парят» над резервуаром с чистейшей водой – единственным веществом, выделяемым при работе двигателя на водородных топливных элементах. И каждая капля представляет собой потенциальный источник жизни.

Экспозицию новых технологий мобильности Hyundai можно посетить в Hyundai MotorStudio в Москве по адресу: ул. Новый Арбат д. 21, стр. 1. Выставка будет открыта для всех желающих c 23 октября 2020 года.

Водородный двигатель автомобиля — как работает и основные недостатки

Авто компании разрабатывают новые виды двигателей для автомобилей будущего. Кто-то ставит ставку на электромоторы, а кто-то разрабатывает водородные двигатели. Рассмотрим водородный двигатель и его преимущества.

Как работает

Автомобиль на водородном топливе имеет так называемый топливный элемент или по-научному — электрохимический генератор. Это своего рода «вечная» батарейка, внутри которой идет реакция окисления водорода и на выходе получается чистый водяной пар, азот и электричество. Т.е. выхлоп такого водородного автомобиля экологический чистый, в нем содержание углекислого газа CO2 равняется нулю.

Автомобиль с топливными элементами, по сути электромобиль. Только с более компактной батареей: ёмкость литий-ионного аккумулятора в 10 раз меньше, чем обычного электромобиля. Батарея нужна только в качестве буфера для хранения энергии, получаемой при рекуперативном торможении и для быстрого холодного старта.

Потому что главный источник энергии — блок топливных элементов — выходит на рабочий режим не сразу. На первых прототипах водородных машин для этого требовалось около полутора часов. На современных — не более 2 минут, чтобы начать превращение водорода и воздуха в водяной пар, азот и электроэнергию. Но на прогрев до рабочей температуры, когда КПД установки достигает 90%, уходит от 15 минут до часа в зависимости от окружающей температуры.

В баллонах хранится 5 кг водорода, обеспечивающие запас хода до 500 км. Полная заправка баллонов займет три минуты.

Главные недостатки

Главный недостаток — высокая себестоимость. Помимо электрохимического генератора, который при массовом производстве может стоить дешевле батарей для электромобилей, нужны еще прочные и легкие баки. Для этого используют дорогой углепластик.

Серьезный недостаток — энергетическая эффективность. Если использовать водород только как промежуточное звено в цепочке доставки энергии от электростанции к колесам автомобиля, то КПД составит не более 30% с учетом потерь на перекачку и охлаждение водорода перед заправкой. В отличие от 70-80% у электромобилей.

Если получать водород из попутного нефтяного газа, то КПД становится несравнимо выше — до 70%. Правда, ценой выбросов углекислого газа.

Если производить автомобили с водородными двигатели, то где взять заправки? В Европе количество водородных заправок можно пересчитать по пальцам, у нас их вовсе нет. Инженеры для таких случаев изобрели бивалентный двигатель, который может одновременно работать на водородном топливе и бензине. Владелец данного автомобиля не будет зависеть от наличия на заправке водородного топлива.

Лет через десять, когда количество водородных заправок в Европе возрастет, тогда водородомобили получат жизнь. Пока реалии не радуют. Взять хотя бы стоимость машины на чисто водородных элементах — она превышает стоимость обычного автомобиля почти в два раза. И на 20 процентов дороге гибридных версий.

Как электромобили на топливных элементах работают с использованием водорода?

Как и полностью электрические транспортные средства, электромобили на топливных элементах (FCEV) используют электричество для питания электродвигателя. В отличие от других электромобилей, FCEV вырабатывают электричество, используя топливный элемент, работающий на водороде, а не потребляя электричество только от батареи. В процессе проектирования транспортного средства производитель транспортного средства определяет мощность транспортного средства размером электродвигателя (двигателей), который получает электроэнергию от комбинации топливного элемента и батареи соответствующего размера.Хотя автопроизводители могут спроектировать FCEV с возможностью подключения для зарядки аккумулятора, большинство FCEV сегодня используют аккумулятор для возврата энергии торможения, обеспечения дополнительной мощности во время коротких событий ускорения и для сглаживания мощности, поступающей от топливного элемента с возможностью на холостом ходу или выключите топливный элемент во время низкой потребности в энергии. Количество энергии, хранящейся на борту, определяется размером водородного топливного бака. Это отличается от полностью электрического транспортного средства, где количество доступной мощности и энергии тесно связаны с размером батареи.Узнайте больше об электромобилях на топливных элементах.

Изображение в высоком разрешении

Ключевые компоненты электромобиля на водородных топливных элементах

Аккумулятор (вспомогательный): В транспортном средстве с электроприводом низковольтная вспомогательная аккумуляторная батарея обеспечивает электричеством для запуска автомобиля до включения тягового аккумулятора; он также приводит в действие автомобильные аксессуары.

Аккумулятор: Эта высоковольтная аккумуляторная батарея накапливает энергию, генерируемую рекуперативным торможением, и обеспечивает дополнительную мощность тяговому электродвигателю.

Преобразователь постоянного тока в постоянный: Это устройство преобразует мощность постоянного тока высокого напряжения от тягового аккумуляторного блока в мощность постоянного тока низкого напряжения, необходимую для работы аксессуаров автомобиля и зарядки вспомогательной батареи.

Электрический тяговый двигатель (FCEV): Используя энергию топливного элемента и тягового аккумулятора, этот двигатель приводит в движение колеса транспортного средства. В некоторых автомобилях используются мотор-генераторы, которые выполняют как приводную, так и регенеративную функции.

Блок топливных элементов: Набор отдельных мембранных электродов, которые используют водород и кислород для производства электричества.

Заливная горловина: Форсунка топливораздаточной колонки присоединяется к резервуару на транспортном средстве для заправки топливного бака.

Топливный бак (водород): Хранит газообразный водород на борту автомобиля до тех пор, пока он не понадобится топливным элементам.

Контроллер силовой электроники (FCEV): Этот блок управляет потоком электроэнергии, подаваемой топливным элементом и тяговой батареей, регулируя скорость электрического тягового двигателя и создаваемый им крутящий момент.

Тепловая система (охлаждение) — (FCEV): Эта система поддерживает надлежащий диапазон рабочих температур топливного элемента, электродвигателя, силовой электроники и других компонентов.

Трансмиссия (электрическая): Трансмиссия передает механическую энергию от тягового электродвигателя для привода колес.

автомобилей на водородных топливных элементах | Агентство по охране окружающей среды США

Транспортные средства на водородных топливных элементах (FCV) похожи на электромобили (EV) в том, что они используют электродвигатель вместо двигателя внутреннего сгорания для приведения в движение колес.Однако, в то время как электромобили работают от батарей, которые необходимо подключить для подзарядки, FCV вырабатывают электроэнергию на борту. В топливном элементе газообразный водород (H 2 ) из топливного бака транспортного средства соединяется с кислородом (O 2 ) из воздуха для выработки электроэнергии с использованием только воды и тепла в качестве побочных продуктов процесса.

Узнайте, как работают топливные элементы

Наличие

Несколько производителей автомобилей продают или сдают в аренду FCV на отдельных рынках, в первую очередь в Калифорнии, где уже существуют заправочные станции для водородного топлива.Водородная инфраструктура также появляется в других местах по всей стране. Станции планируются или строятся на северо-востоке и на Гавайях, а транзитные автобусы на топливных элементах уже курсируют по улицам таких городов, как Бостон, Массачусетс и Флинт, штат Мичиган. Есть планы расширить предложения FCV в течение следующих нескольких лет по мере роста инфраструктуры и развития технологий.

См. Доступные модели автомобилей на топливных элементах

Посмотрите, где расположены водородные заправочные станции в U.С.

Знаете ли вы?

Водородное топливо можно производить из воды. В процессе, называемом электролизом, электричество используется для разделения воды на H 2 и O 2 . Электроэнергия может поступать из возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца.

Выбросы

Как и электромобили, FCV — автомобили с нулевым уровнем выбросов — они не имеют выбросов выхлопных газов, связанных со смогом или парниковыми газами. Выбросы образуются в процессе производства и транспортировки водородного топлива.

Хотя во Вселенной много водорода, его необходимо отделить от других соединений, чтобы использовать в качестве топлива. Этот процесс может быть энергоемким. Количество выбросов, связанных с производством водородного топлива, зависит от источника водорода и метода производства. В настоящее время большая часть водорода, который используется в качестве топлива, поступает из природного газа, но водородное топливо также может быть получено из воды, нефти, угля и растительного сырья. Водород можно производить даже из вашего мусора! В пилотных проектах для производства водородного топлива использовался свалочный газ и сточные воды.

Узнайте о различных способах производства водородного топлива

Подробнее о выбросах при производстве водорода

Заправка и запас хода

Заправка FCV водородом аналогична заправке бензобака. Просто прикрепите насадку из специального дозатора водорода на общественной станции и заполните бак. Время заправки также одинаково: FCV можно заправить всего за 5 минут.

Некоторые FCV могут проехать более 300 миль на одном баке водородного топлива — это больше, чем расстояние от Санкт-Петербурга.От Луиса до Чикаго — и экономия топлива около 70 миль на галлон (миль на галлон в эквиваленте бензина).

Подробнее о моделях автомобилей на топливных элементах

Узнать больше

2021 Toyota Mirai Fuel Cell Vehicle

Mirai вырабатывает электроэнергию, соединяя водород с кислородом из внешнего воздуха.

В основе Mirai водород из топливного бака и воздух, поступающий из впускной решетки, встречаются в Стек топливных элементов. Там химическая реакция с участием кислорода воздуха и водорода создает электричество, питающее Мираи.В конце концов, единственный побочный продукт — это вода.

Ограничено показано с доступными 20-дюйм. Диски из алюминиевого сплава Super Chrome. Показан прототип автомобиля с опциями с использованием визуальных эффектов.

Заправить Mirai просто. Есть помпа и форсунка, как на бензоколонке. Когда вы накачиваете водород попадает в топливные баки, армированные углеродным волокном, где и хранится. Примерно через пять минут [mirai_fueling] вы будете готовы отправиться в путь.

Ограничено показано в Hydro Blue [extra_cost_color] с доступными 20-дюйм.Диски из алюминиевого сплава Super Chrome. Показан прототип автомобиля с опциями с использованием визуальных эффектов.

УЧИТЬ БОЛЬШЕ

Водородные топливные баки Mirai прошли тщательные испытания и доказали соответствие Глобальным техническим правилам № 13. [mirai_safety] Его топливные баки с полимерным покрытием, обернутым углеродным волокном и футерованным полимером, поглощают в пять раз больше энергии удара, чем сталь. При высокоскоростном столкновении датчики предназначены для остановки потока водорода, и любой вытекший водород быстро улетучится обратно в атмосферу.

Резервуары с водородом показаны с использованием визуальных эффектов.

Мы делаем это еще проще. Mirai поставляется с бесплатным топливом на 15 000 долларов США или на 6 лет при покупке и 15 000 долларов США на бесплатное топливо на 3 года при аренде. После покупки мы предоставим вам топливную карту, поэтому все, что вам нужно сделать, это провести пальцем, чтобы начать заправку. [mirai_comp_fuel2]

Ограничено показано в Hydro Blue [extra_cost_color] с доступными 20-дюйм.Диски из алюминиевого сплава Super Chrome. Показан прототип автомобиля с опциями с использованием визуальных эффектов.

водородных автомобилей — как работают автомобили на водородных топливных элементах

Прямо сейчас вы можете сесть за руль автомобиля, который не сжигает ископаемое топливо, производит нулевое загрязнение или парниковые газы, работает по той же химической реакции, что и ракеты, и имеет в два раза больше пробега, чем Tesla.

Его называют автомобилем на водородных топливных элементах, но если вы не живете в Калифорнии, вы, возможно, никогда не видели его в дороге.

Вы любите крутые машины. Мы любим крутые машины. Давайте вместе поработаем над ними.

В наши дни электромобили, приводимые в движение батареями, кажутся обреченными на то, чтобы править нашими дорогами, в то время как водородные автомобили, когда-то считавшиеся транспортным средством будущего, редки и относительно малоизвестны. Топливные элементы на самом деле имеют множество преимуществ перед конкурентами, включая меньшее количество миль на галлон и более быстрое время дозаправки.

Так что же случилось с обещанными нам водородными автомобилями?

Как работают водородные автомобили

Toyota Mirai, автомобиль на водородных топливных элементах.

Клеменс Билан, Getty Images

Первое, что нужно знать: водородные автомобили — это электромобилей. Мы склонны думать об электромобилях только с точки зрения транспортных средств с батарейным питанием, таких как Teslas, Nissan Leaf и Chevy Bolt, но, несмотря на то, что они работают на газообразном топливе, водородные топливные элементы фактически снабжают свои автомобили электричеством.

«Когда мы говорим об электромобилях, это включает в себя подключаемые гибриды, гибриды, электрика аккумуляторных батарей, топливные элементы и все остальное, что может появиться позже, в котором по-прежнему используется электродвигатель», — говорит Кейт Випке, руководитель лабораторной программы по топливу. клеточные и водородные технологии в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии.

Этот контент импортирован из {embed-name}. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Но топливный элемент сильно отличается от батареи. Громадная литий-ионная батарея в брюхе Tesla Model S хранит электрическую энергию в виде напряжения между анодом и катодом. Топливный элемент вырабатывает электричество посредством электрохимических реакций между топливом (обычно водородом) и кислородом воздуха.Во время реакции водород и кислород объединяются, чтобы произвести электрическую энергию и безвредный водяной пар в качестве побочного продукта. Если эта начальная химическая реакция достаточно велика, она может переместить весь автомобиль.

Этот танец механики и химии похож на водородно-кислородную реакцию, которая приводит в действие ракетные двигатели (возможно, вы помните его из «Марсианина»). В этом случае энергия, произведенная в результате реакции, проходит через топливный элемент и производит электричество вместо взрыва. В обоих случаях выделяется огромное количество энергии без токсичных побочных продуктов, что делает водородные топливные элементы таким прекрасным источником энергии для электромобилей.

Сам водород можно получить, запустив этот процесс в обратном направлении, который называется электролизом. Пропускание электрического тока через воду разделяет h3O на водород и кислород. Однако чаще водород производят в больших количествах из природного газа в процессе, называемом паро-метановым риформингом, в котором пар высокой температуры и высокого давления объединяется с природным газом для создания водорода.

Этот танец механики и химии похож на водородно-кислородную реакцию, которая приводит в действие ракетные двигатели.

Этот процесс действительно производит некоторое количество углекислого газа, поэтому само водородное топливо не является чистым на 100 процентов. Но он выгодно отличается от выбросов CO2, связанных с аккумуляторной электричеством и гибридными автомобилями, и, очевидно, лучше любого транспортного средства, работающего на ископаемом топливе, с точки зрения воздействия на окружающую среду.

Штат Калифорния требует, чтобы по крайней мере 33 процента водорода, который идет в автомобили, должно поступать из возобновляемых источников, с надеждой в конечном итоге перейти к 100-процентной возобновляемой энергии.Это приводит автомобили на топливных элементах в соответствие с электричеством аккумуляторных батарей, работающим от электросети.

Много положительных, один дорогостоящий отрицательный

Ёсиказу ЦуноGetty Images

По мере того, как аккумуляторные электромобили выходят на первый план, автомобильная промышленность борется с двумя их основными недостатками для водителей. Во-первых, полная зарядка автомобиля с аккумулятором может занять несколько часов (если у вас нет доступа к быстрому зарядному устройству), а во-вторых, даже с полностью заряженным аккумулятором большинство электромобилей с трудом преодолевают половину расстояния обычного автомобиля на автомобиле. полный бак бензина.

У автомобилей на топливных элементах таких проблем нет. Водород можно закачивать в топливный бак автомобиля так же, как и газ. Вы можете заправиться быстро, как бензин или дизельное топливо. А когда у него полный бак, автомобиль на топливных элементах может путешествовать так же далеко, как и бензиновый. У Toyota Mirai самый короткий запас хода среди всех коммерческих седанов на топливных элементах, представленных в настоящее время на рынке, и он проезжает 317 миль с полным баком. Это почти на 50 процентов больше, чем 220 миль, которые базовая модель Tesla Model 3 может проехать без подзарядки.

«Вы можете выбрать любой тип электродвигателя с электроприводом и применить его. Здесь нет никаких препятствий».

«Если вы посмотрите, сколько энергии на самом деле протекает через вашу руку, когда вы держите дозатор возле бензонасоса, это порядка 1-2 мегаватт», — говорит Випке. Сравните это с 2 киловаттами — в тысячу раз меньшим энергопотреблением — которые доступны в стандартной розетке. Легко понять, почему у аккумуляторной батареи такое долгое время зарядки.

«С водородом вы все еще перемещаете молекулы, — объясняет он. — Если у вас достаточно давления и пути потока с низким сопротивлением, вы можете очень быстро протолкнуть молекулы от станции к машине».

Когда эти молекулы попадают в машину, разница между автомобилем на топливных элементах и ​​автомобилем с батарейным питанием невелика. Автомобили с аккумуляторными батареями славятся своей невероятно высокой производительностью — Tesla установила рекорд от 0 до 60 с рекордом в 2017 году. Но, по словам Стивена Эллиса, менеджера по автомобилям на топливных элементах в американской Honda, автомобили на топливных элементах могут удержать свои позиции.

«Поместите достаточное количество двигателя в [Honda] Clarity, и он также сможет разгоняться от 0 до 60», — говорит он. «Опять же, топливный элемент Clarity — это полностью электрический автомобиль. Вы можете выбрать любой тип электродвигателя и применить его. Там нет преград ».

Однако в настоящее время все эти преимущества имеют высокую цену. Автомобиль на топливных элементах Honda Clarity в настоящее время сдается в аренду почти в два раза дороже, чем его модель с аккумулятором. К счастью, сюда входит стоимость топлива, которая в настоящее время составляет около 14 долларов за килограмм водорода.Что касается энергии, это эквивалентно примерно 5,60 доллара за галлон бензина. Стоимость как автомобиля, так и топлива со временем должна снизиться, но на данный момент преимущества топливных элементов будут иметь высокую цену.

Заливка … Где именно?

Томохиро ОсумиGetty Images

Теперь мы подошли к большому камню преткновения для автомобилей на топливных элементах: сегодня практически невозможно получить топливо за пределами Калифорнии.Калифорнийское партнерство по топливным элементам перечисляет 40 действующих водородных заправочных станций, почти все в Лос-Анджелесе или в районе залива. Если владелец автомобиля на топливных элементах хочет поехать в другую часть страны, ему не повезло.

«Потребители любят автомобили», — говорит Випке. «Проблема действительно заключалась в том, чтобы построить заправочные станции достаточно быстро, чтобы удовлетворить спрос».

Хотя промышленность топливных элементов не удовлетворяет этот спрос, это происходит не из-за отсутствия попыток. Отрасль открывает примерно одну новую заправочную станцию ​​в месяц и приближается к достижению своей цели — 200 станций в Калифорнии к 2025 году.Даже в этом случае водород останется далеко позади примерно 8 500 заправочных станций, находящихся в настоящее время в штате, а также 17 000 электрических зарядных станций для транспортных средств с аккумуляторными батареями.

В других странах водородная инфраструктура практически отсутствует в остальной части США, а автомобили на топливных элементах не продаются в большинстве штатов. Есть несколько заправочных станций в Нью-Йорке и Коннектикуте, но Уипке говорит, что Северо-Восток отстает от Калифорнии на четыре-пять лет. С его плотностью населения и политическим климатом Северо-Восток действительно может стать местом следующего водородного бума.Но построить надежную сеть будет сложнее, чем в Калифорнии.

Автобус Управления транспорта округа Ориндж на водородных топливных элементах.

OCTA

«Проблема заключалась в том, что это не один штат, поэтому вам нужно привлечь к работе множество людей, которые будут чувствовать себя комфортно с этой технологией», — говорит Випке. «Это более медленный процесс».

По его оценкам, потребуются годы, прежде чем автомобили на топливных элементах станут жизнеспособным средством передвижения в Нью-Йорке.Хотя это далеко позади гибридной и электрической инфраструктуры, Випке считает, что водородные автомобили могут сократить разрыв.

«Одна из причин, по которой [производители] автомобилей так взволнованы водородом, заключается в том, что он предоставляет им платформу для транспортных средств с нулевым уровнем выбросов, которая фактически может заменить все автомобили в их парке», — говорит он. «Если у вас очень большой грузовик или внедорожник, способный буксировать и увеличивать запас хода, заменить эти автомобили на электрический привод будет довольно сложно, если вы не используете водород.”

Некоторые из этих автомобилей уже существуют или находятся в разработке. General Motors исследует пикап на топливных элементах, Hyundai представила внедорожник на топливных элементах, а Toyota потратила последние три года на проектирование и испытания тягача с водородным двигателем. Жители округа Ориндж могут добраться до места назначения на автобусе на топливных элементах с 2016 года, и по стране курсирует 25 таких автобусов.

Хотя большинство американцев никогда не видели транспортных средств на топливных элементах, когда-нибудь рядом с вами будет построена водородная заправочная станция.Как только они станут обычным явлением на северо-востоке, заправочные станции начнут расширяться вглубь от побережья, и, по оценке Випке и Эллиса, через несколько десятилетий заправочные станции — а вместе с ними и водородные автомобили — будут практически повсюду.


Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на пианино.io

Водородные топливные элементы: есть ли будущее у водородных автомобилей?

Водород — самый распространенный элемент на планете, и его двигатели приводились в действие еще в 1807 году, и он также является самым чистым видом топлива. Однако водород пока не получил широкого распространения в автомобильном мире. Многие производители экспериментировали с этой технологией, и, хотя некоторые из них взяли на себя обязательство производить автомобили с водородным двигателем в небольших количествах, массовое внедрение все еще выглядит далеким.Если это вообще когда-нибудь случится.

Между тем, продажи электромобилей продолжают расти: за год до ноября 2020 года было продано на 162% больше электромобилей с аккумуляторными батареями по сравнению с тем же периодом 12 месяцев назад. И благодаря такому интересу производители могут позволить себе вкладывать деньги в электромобили вместо нишевых технологий, таких как водород.

Еще одна причина проблем с водородными автомобилями — это существующая инфраструктура. В Великобритании всего несколько водородных заправочных станций, которых недостаточно, чтобы водители могли работать с бензином и дизельным топливом.

Тем не менее, водород может быть частью автомобильной отрасли в ближайшие годы. Мы поехали в Суиндон — самопровозглашенную столицу водорода в Великобритании — чтобы узнать, как может выглядеть будущее водорода.

Первый аргумент скептиков против водородных транспортных средств состоит в том, что они менее эффективны, чем электромобили. Поскольку водород не встречается в природе, его нужно извлекать, а затем сжимать в топливных баках. Затем он должен смешаться с кислородом в батарее топливных элементов, чтобы произвести электричество для питания двигателей автомобиля.Циники указывают на потерю эффективности в этом процессе по сравнению с электромобилем, в котором электричество поступает прямо от аккумуляторной батареи.

В некоторой степени это правда, но не ожидается, что автомобили с водородным двигателем заменят электромобили. Вместо этого для таких производителей, как Toyota, водород будет дополнять электроэнергию, и для этого есть веская причина: это и будет самым чистым топливом из возможных.

«Каждый крупный производитель либо изучает автомобили на водородном топливе, либо работает над ними», — говорит Джон Хант, менеджер по маркетингу Toyota и руководитель отдела коммерциализации автомобилей на водородных топливных элементах.

«Производство литий-ионных аккумуляторов [для электромобилей] очень энергоемкое. Например, батарея на 100 кВт / ч обеспечит запас хода в 250 миль, и для производства этой батареи потребуется около 20 тонн CO2 », — говорит Хант.

«Типичного аккумулятора хватает на 150 000 миль, что соответствует примерно 83 г / км CO2. Затем, если учесть зарядку на том же расстоянии, тот же аккумуляторный автомобиль будет выделять 124 г / км CO2 в течение своего срока службы », — поясняет он.

Для сравнения: у современных водородных автомобилей выбросы в течение жизненного цикла не менее низки. Недавнее исследование показало, что водородный автомобиль, такой как Toyota Mirai, выделяет около 120 г / км CO2 в течение своего срока службы. Но это может быть значительно уменьшено, если водород производится из возобновляемых источников энергии.

Обычный метод производства водорода включает отделение его от природного газа (с использованием процесса, называемого паровым преобразованием метана), но ведутся работы по получению водорода из биомассы, что значительно сократит выбросы водорода в течение жизненного цикла до примерно 60 г / км. СО2.Это ниже уровня, которого могут достичь электромобили, даже если электричество получают из возобновляемых источников, из-за экологических затрат на производство аккумуляторов.

Для действительно экологичной мобильности водород — это топливо, которое нельзя игнорировать. Хант говорит, что это особенно применимо в секторе тяжелых грузов, где электрические грузовики ограничены емкостью аккумуляторной батареи и вынуждены подзаряжаться от электросети. И все же создание инфраструктуры для полной заправки водородом, с помощью которой газ производится и затем транспортируется на станции, потребует миллиардов фунтов и лет.В настоящее время в Великобритании действует менее 20 заправочных станций по сравнению с примерно 36 000 (и их количество растет) для зарядки электромобилей.

Ключ к поощрению водородных автомобилей — сделать их частью более широкой «водородной экономики» — строительство заправочных станций только для водородных автомобилей было бы неэффективным. Вместо этого, в идеале, весь энергетический сектор включал бы водород в смесь, от заправки автомобилей до хранения энергии для дома.

И это можно запустить локально.Одно из преимуществ водорода заключается в том, что его можно производить на месте, а не транспортировать, как топливо, или поставлять через сеть, как электричество. «Вместо того, чтобы иметь общенациональный проект, водород может начинаться с местных водородных узлов и постепенно выходить из строя», — говорит Клэр Джексон, менеджер Hydrogen Hub из Суиндона, организации, продвигающей водородную экономику.

Итак, мы оказались на территории парка Лидия в Суиндоне, чтобы понять, как муниципальные советы могут начать свою собственную водородную экономику.В городе Уилтшир в представительстве Honda в 2011 году открылась первая в Великобритании водородная станция, полностью работающая на возобновляемых источниках энергии. Станция способна производить водород в промышленных масштабах с использованием солнечной энергии, не полагаясь на энергосистему Великобритании.

Сейчас по улицам Суиндона ежедневно курсируют шесть автомобилей с водородным двигателем. Это стало возможным благодаря таким лизинговым фирмам, как Arval, которая решила перейти на водород и включила автомобили в свой парк. В настоящее время автомобили сдают в аренду таким организациям, как Science Museum Group и National Trust, в то время как Совет Суиндона установил вторую водородную станцию ​​и, возможно, еще больше в пути, потому что Arval планирует иметь 170 водородных автомобилей в городе к 2020 году.

Но локализованный подход никогда не приведет к общенациональному распространению. Toyota, Daimler и BMW возглавляют группу из 13 компаний по всему миру, инвестируя 10 миллиардов долларов в течение следующего десятилетия в развитие водородных технологий и инфраструктуры.

Государственные инвестиции также должны сыграть свою роль. «Сегодня в Великобритании около 1 ТВт энергии производится из возобновляемых источников, но не используется», — говорит Хант. «Это лишнее поколение, которое можно сохранить. Это может произвести около 18 000 тонн водорода — этого достаточно, чтобы привести в действие 90 000 автомобилей на 12 000 миль.«Хант говорит, что инвестиции, необходимые для завода по переработке и распределению водорода, меньше суммы, которую страна тратит на ядерную энергетику, и это было бы чище.

Германия построит 400 станций к 2023 году, что побудило Ханта предупредить: «UK PLC не может позволить себе упустить водород; поскольку другие страны развивают свою инфраструктуру, Великобритания не может позволить себе отставать ».

Но даже при наличии водородной инфраструктуры, будь то местная или общенациональная, водородные автомобили все еще сталкиваются с проблемой затрат.Розничная цена Toyota Mirai превышает 65 000 фунтов стерлингов, и она больше не имеет права на получение правительственного гранта в размере 3 000 фунтов стерлингов. За любую машину приходится платить немало, но вопрос цены можно решить двумя способами.

Первый принадлежит Toyota. Джон Хант говорит, что все автомобили компании основаны на модульной платформе, и поменять их с гибридной на водородную структуру несложно. «[Гибридная] трансмиссия полностью переносима. Таким образом, внедрение топливных элементов — это просто замена бензиновой трансмиссии.Toyota планирует к 2020 году построить 30 000 автомобилей на водородных топливных элементах ».

Другой вариант — более радикальное переосмысление. «Все низкоуглеродные автомобили требуют надбавки на рынке, но покупатели не обязательно готовы платить эту надбавку за повышение эффективности. Поэтому нам нужна другая бизнес-модель, — говорит Хьюго Спауэрс, основатель экологической автомобильной компании Riversimple.

Вместо того, чтобы продавать свой двухместный автомобиль Rasa, Riversimple намеревается продать своим клиентам «услугу»: они никогда не будут владеть автомобилем, но примерно за 370 фунтов стерлингов в месяц у них будет доступ к определенному пробегу водородного двигателя. , с покрытием топлива, страховки и всех других расходов.

Спауэрс добавил: «Это позволяет нам конкурировать с обычными автомобилями достаточно долго, пока не снизятся затраты на цепочку поставок. Мы считаем, что это фундаментальный барьер на пути к широкому распространению технологий ».

По-прежнему существует много «если» по поводу водорода, но сегодня их гораздо меньше, чем десять лет назад.

Вы когда-нибудь рассматривали бы автомобиль с водородным двигателем? Сообщите нам об этом ниже и ознакомьтесь с новой Toyota Mirai …

The Gospel of Hydrogen Power

Далее, Air Liquide, производитель газа, который незаметно построил пять готовых к работе станций между Хемпстедом, штат Нью-Йорк.Y. и Литтлтон, штат Массачусетс, должны иметь дело с властями штата и города вплоть до начальника пожарной охраны, сказал Дэвид Эдвардс, директор группы по водороду Air Liquide в США. «В каждой местности есть свой начальник пожарной охраны».

Прогрессу мешает впечатление, что водород может взорваться, идея, закрепленная сожжением Гинденбурга в 1937 году. Совсем недавно водород пострадал, когда Никола, любимец фондового рынка, столкнулся с заявлениями, что он преувеличил свои достижения. Обвинение было выдвинуто фирмой Hindenburg Research, занимающейся короткими продажами.Министерство юстиции и Комиссия по ценным бумагам и биржам выдали Николе повестки в суд.

«Водород в некоторых отношениях безопаснее бензина, — сказала Джоанн Милликен, директор Коалиции топливных элементов Нью-Джерси, группы волонтеров, которая знала г-на Стризки еще со времен работы в Министерстве энергетики. Она процитировала исследование, проведенное в 2019 году Национальными лабораториями Сандиа, которое показало, что водородный автомобиль не более пожароопасен, чем обычный автомобиль.

С тех пор, как г-н Маск назвал топливные элементы «поразительно тупыми», между сторонниками литий-ионных и водородных технологий шло ожесточенное соперничество.В более прохладных головах найдется место для каждой. Электрический подходит для людей с гаражом, которые путешествуют на ограниченные расстояния и могут заряжаться за ночь. Но для грузовиков дальнего следования водород не увеличивает вес и не уменьшает грузовое пространство, как батареи. Кроме того, резервуары с водородом можно заправить за считанные минуты.

Г-н Стризки, который купил свою машину в Калифорнии, выбрал один из трех вариантов. Toyota Mirai, Hyundai Nexo (тогда назывался Tucson FCEV) и Honda Clarity. Он выбрал Mirai, потому что остальные были только в аренду.

«Я хотел стать владельцем машины, потому что собирался с ней напортачить», — сказал он. Он отказался от уточнения, за исключением того, что теперь его машина может делиться своей электрической мощностью. «У меня есть приводной генератор», — сказал он. «Я использовал свою машину, чтобы зарядить Tesla».

Водород в качестве топлива для электромобилей на топливных элементах

Газообразный водород имеет некоторые выдающиеся характеристики по сравнению с другими видами топлива, как показано в таблице 1.

Бензин Метан Пропан Водород

Нижний предел взрывоопасности (%, воздух)

15

5

2,1

4

5 9 верхний предел взрываемости , воздух)

8

15

9.5

75,6

Температура вспышки ͦC

-20

-188

-104

-104

9302

9302
энергия мДж

0,8

0,3

0,25

0,017

Плотность (20 ͦC, 1 бар)

997-0,78 кг / л

0,718 кг / м3

2,01 кг / м3

0,089 кг / м3

Температура кипения ͦC

-161,5

-42

-252,7

Критическая температура ͦC

-996

-239,3

Критическое давление, бар

45

42,2

0,16

0,12

0,61

Таблица 1: Характеристики топлива [3].

Как видно из таблицы 1, водород имеет очень широкий диапазон воспламеняемости (нижний и верхний предел взрываемости ) по сравнению с другими видами топлива, от 4% до 75%. Оптимальные условия сгорания — это объемное соотношение водорода и воздуха 29%. Датчики обнаружения почти всегда устанавливаются в водородных системах, чтобы быстро идентифицировать любую утечку и минимизировать вероятность необнаруженного пламени.

Как упоминалось выше, водород — самая маленькая из известных молекул. Он имеет низкую вязкость, поэтому склонен к утечкам.В замкнутом пространстве протекающий водород может накапливаться и достигать огнеопасных концентраций. Любой газ, кроме кислорода, является удушающим в достаточной концентрации. В закрытой среде утечки любого размера представляют собой проблему, поскольку водород невозможно обнаружить человеческими органами чувств, и он может воспламениться в широком диапазоне концентраций в воздухе. Однако надлежащая вентиляция и использование датчиков обнаружения могут уменьшить эти опасности.

Водород имеет наименьшую энергию воспламенения , что намного ниже, чем требуется для других распространенных видов топлива.Это означает, что небольшие искры могут легко воспламенить его.

Водород имеет высокое содержание энергии по массе ( плотность ), но не по объему, что является проблемой для хранения. Чтобы сохранить достаточное количество газообразного водорода, его сжимают и хранят при высоком давлении. Как видно из таблицы 1, критическое давление для газообразного водорода составляет 13 бар. Для сравнения, водород сжимается до 350-700 бар в резервуарах для хранения FCEV. В целях безопасности резервуары с водородом оснащены устройствами сброса давления, которые предотвращают повышение давления в резервуарах [4].

Самый простой способ уменьшить объем газа при постоянной температуре — увеличить его давление. Таким образом, при давлении 700 бар водород имеет плотность 42 кг / м 3 по сравнению с 0,089 кг / м 3 при нормальных условиях давления и температуры.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2021 © Все права защищены.