Водородное топливо в автомобилях


Рубрика: Альтернативная энергетика -> Новости
Метки:
Просмотров: 1264

водородное топливо в автомобиле

В последнее время все чаще в своем лексиконе употребляем слова: энергетический кризис и экология. И это не случайно. Ограниченные запасы и высокая стоимость углеводородов пугает специалистов и лихорадит экономику, а сжигание его в котлах и автомобилях губит окружающую среду. Среди многообразия альтернативных источников энергии, которые должны прийти на смену газу, нефти и углю, следует уделить особое внимание водородному топливу в автомобиле. И вот почему.

Японский автомобильный гигант Toyota начал серийное производство первого в мире автомобиля с двигателем на водородном топливе. Новый седан «Mirai» работает только на водороде, а вместо вредных выхлопов производит чистую воду.

Немного истории

Тот же автогигант еще в 2013 году представил на Токийском автосалоне водородный гибридный автомобиль на топливных элементах. А уже в конце 2014 года руководством компании было официально объявлено, что автомобиль будет называться Toyota Mirai. Автомобиль основан на концепт- каре Toyota FCV. Продажи в Японии начались в декабря 2014 года по цене около 58 000 долларов США, а реализацию этих авто в Европе и Америке предполагалось провести в 2015 году.

О технологии

Если говорить о первой схеме автомобиля, то основой его является гибридная установка на водородных топливных элементах под названием FC stack, модель установки — FCA110. Под действием процессов химической реакции водорода и кислорода вырабатывается электрическая энергия. Реакция происходит без процесса горения.

Максимальный КПД преобразования водорода в электрический ток составляет 83%. Для сравнения 1,3-литровый бензиновый двигатель VVT-iE компании Toyota, который был разработан в начале 2014 года имеет максимальный КПД 38 %, что в настоящее время является самым высоким показателем в мире среди автомобильных ДВС.

Отличительной чертой гибридной схемы двигателя автомобиля было наличие вторичной аккумуляторной батареи (никель-металл-гидридный аккумулятор) с максимальной выходной мощностью 21 киловатт. В аккумуляторе сохраняется энергия от рекуперативного торможения. В случае, когда автомобилю необходима максимальная мощность, например при резких ускорениях, на помощь электромотору приходит энергия вторичного аккумулятора.

На автомобиль устанавливается синхронный электродвигатель переменного тока, разработанный компанией Toyota. Данный двигатель работает как генератор при торможении, регенерируя энергию во вторичный аккумулятор. Максимальная мощность электродвигателя составляет 113 киловатт (154 л. с.). Электрический ток, вырабатываемый на топливных элементах проходит через повышающий преобразователь, в котором преобразуется в переменный, и напряжение увеличивается до 650 вольт.

Что касается водородной части, то под днищем автомобиля располагаются 2 резервуара для хранения водорода под давлением 70 МПа. Один баллон находится в передней части автомобиля, его ёмкость 60,0 литров, а второй баллон ёмкостью 62,4 литра находится сзади. Максимальная дальность поездки на одной заправке составляет 650 километров в режиме JC08 (японский метод измерения расхода топлива). Время полной заправки двух баллонов составляет 3 минуты. Максимальная скорость 175 км/ч. Масса автомобиля составляет 1850 килограммов.

заправка водородом

В новой серии Toyota Mirai практически все осталось также. Газообразный водород заправляют в бак автомобиля так же, как и бензин, а затем топливный элемент, производящий химическую реакцию за счет водорода и кислорода, преобразует электроэнергию, которая и является движущей силой машины. Что удивительно: единственным побочным продуктом этого процесса является вода.

Если мы говорим об электомобилях, которые далеко не могут уехать без подзарядки, а их максимальная скорость варьируется в пределах 70 км/ч, то Мирай на альтернативном виде топлива вне конкуренции. Этот автомобиль может разогнаться до 179 км/ч, причем до 100 км/ч машина разгоняется за 9,6 секунд и, самое главное, она способна проехать без дополнительной дозаправки 482 км. Ультрасовременные баки из углеродного волокна заполняются примерно за десять минут.

О недостатках

Безусловно, не все так хорошо, как сказано. На самом деле у водородного транспорта есть серьезные недостатки, которые пока сдерживают процесс перевода бензиновых ДВС на альтернативные. Из них наиболее весомые три:

- Автомобили на водородном топливе очень дорогие. Мирай, четырехдверный седан, предполагается продавать по 99 700 долларов. В то время как стоимость автомобиля с бензиновым двигателем такого же класса составляет приблизительно 30 000 долларов.

- Другая проблема - это заправка автомобиля. Для дозаправки нужно будет найти ближайшую водородную заправочную станцию, чтобы ехать после того, как бак опустеет, а в настоящее время таких АЗС единицы в некоторых европейских странах и США, в то время как в большинстве стран водородных АЗС вообще нет. Предположительно к 2020 году количество водородных заправочных станций увеличат в разы, но и этого будет недостаточно.

- Третье, заправка полного бака Toyota Mirai будет стоить около 103 доллара, что примерно в два раза больше, чем заправить автомобиль на бензиновом двигателе того же класса, который проезжает те же 482 км.

И, тем не менее, можно с уверенностью заключить, что водородное топливо в автомобиле, это реальное завтра. Но еще смелее можно заявить о том, что наконец-то, на смену сжиганию нефти придет «зеленый» автотранспорт, который при движении будет не загрязнять экологию, а ее освежать чистой водой.

Понравилась статья, поделись с друзьями. Комментарии всегда приветствуются.

Комментариев: 2 RSS
Катерина1
2016-03-04 в 10:33:22

Очень интересно. Насколько безопасен такой вид топлива? Насколько мне известно баллон с водородом может взорваться и сила взрыва очень большая

Авторы разработки утверждают, что автомобиль с водородным топливом безопаснее, чем бензиновый. Пластиковые бачки, где закачан под давлением водород изготовлены из пуленепробиваемого материала. Даже при аварии и столкновении с ними ничего не происходит.

Оставьте комментарий!

Используйте нормальные имена

Имя и сайт используются только при регистрации

Спасибо за ваш комментарий!

(обязательно)