Все, что вам нужно знать о водородном двигателе

В мире двигателей и возобновляемых источников энергии мы стремимся оптимизировать те, которые не загрязняют атмосферу и не зависят от ископаемого топлива. Дни дизельных и бензиновых двигателей внутреннего сгорания сочтены. Электромобили дают много поводов для разговоров, учитывая их ускоренную эволюцию и увеличение их парка в последние годы. Но водородные двигатели также становятся тенденцией, учитывая их возможности и характеристики.

Вы хотите знать все о водородных двигателях?

Индекс

• 1 Работа водородного двигателя
• 2 Проблемы с водородным двигателем
• 3 Как заправить автомобиль водородом?
• 4 Безопасность водорода
• 5 Мифы и правда о водородных двигателях

Работа водородного двигателя

Думать, что существуют двигатели, топливом которых является водород, — значит думать о чистом будущем без выбросов в атмосферу. И дело в том, что газообразный водород находится в высокой концентрации в атмосфере и может использоваться в качестве топлива.

По сравнению с двигателями электромобилей их работа аналогична. Оба двигателя работают с электричеством, чтобы двигать автомобиль. Тем не мение, Основное различие заключается в том, как они получают для этого энергию.

Автомобили на водороде приводятся в действие комбинацией двух типов двигателей: внутреннего сгорания и электрического. Двигатель работает от аккумулятора, который питается за счет реакции ячеек, хранящих водородное топливо.

Элементы, как и остальные батареи, имеют положительный и отрицательный полюсы, называемые анодом и катодом. Они разделены центральной мембраной, через которую проходят ионы и электроны водорода и генерируют электрический ток. Этот ток хранится в аккумуляторе и доступен, когда автомобиль начинает движение.

Энергия в батарее объединяется с кислородом среды с образованием водяного пара. Выбросы из выхлопной трубы водородных автомобилей — это водяной пар.

Мы помним, что, хотя водяной пар является естественным парниковым газом, его жизненный цикл в атмосфере составляет всего несколько дней. Облака обладают собственным естественным парниковым эффектом, который поддерживает стабильную температуру на Земле и делает планету пригодной для жизни, поэтому увеличение выбросов водяного пара не приведет к усилению глобального потепления.

Проблемы с водородным двигателем

Водородный двигатель не так совершенен, как многие думают. Поскольку они еще не получили широкого распространения в мире, точек подзарядки водородных элементов очень мало. Это очень затрудняет автономность водородных транспортных средств.

и задерживает его распространение на рынках. Кому может понадобиться автомобиль, подзарядка которого требует больших затрат и может «оставить вас в затруднительном положении» посреди поездки? Кроме того, способ производства водорода для хранения в батареях является дорогостоящим и загрязняющим. Поэтому, хотя при использовании в обороте транспортного средства он не загрязняет, при производстве он загрязняет.

Что касается автономности водородного двигателя, он аналогичен бензиновому двигателю внутреннего сгорания. Он может иметь дальность действия до 596 километров. Ускорение и мощность обычно не такие большие, как у традиционного двигателя внутреннего сгорания.

Как заправить автомобиль водородом?

Хотя водородные двигатели еще не получили широкого распространения, его считают топливом будущего. Заправлять водородные двигатели очень просто и быстро. Всего за пять минут он может полностью зарядиться и снова иметь автономию 596 километров.

Способ заправки очень похож на традиционный. Используется шланг, который герметично соединен с баком, и через него газ впрыскивается в аккумуляторную батарею двигателя. Когда аккумулятор полностью заряжен, зарядка завершена. Этот процесс занимает всего около пяти минут, поэтому водородные станции получают все большее распространение по всему миру.

Безопасность водорода

Перед выпуском водородного автомобиля на рынок проводятся исчерпывающие испытания, чтобы гарантировать полную безопасность этих водородных двигателей. Для начала нужно проверить реакцию этого типа транспортного средства на любую аварию. Необходимо знать, может ли водородный бак взорваться, может ли он нанести вред пассажирам, какой у него тип реакции и долговечность и т. Д.

Хотя водород — один из самых распространенных элементов во Вселенной, самый легкий и экологически чистый, с ним нужно обращаться правильно. Чтобы свести к минимуму риски водородных двигателей при дорожно-транспортных происшествиях, в них была интегрирована система безопасности, которая останавливает поток водорода в аварийных ситуациях, как лобовых, так и боковых и задних, что подтверждает большую безопасность этого типа двигателя по сравнению с традиционным сгоранием.

Мифы и правда о водородных двигателях

Существует множество мифов о водородных двигателях, учитывая их общее невежество среди населения, которые мы собираемся опровергнуть ниже.

Водородный двигатель, вопреки распространенному мнению, не работает только с водородом, разве что у двигателя много доработок. Для работы этих двигателей требуется большая электрическая мощность, и это не только водород.

Водородные двигатели нуждаются в постоянном мониторинге и обслуживании для обеспечения хорошего уровня электролитов. Вопреки тому, что считается, когда вы покупаете водородный автомобиль и думаете, что можете забыть о нем позаботиться.

Хотя цена стала несколько дешевле, Это основная проблема, почему эти автомобили не попали на рынок. Учитывая высокую стоимость производства в водороде, его цена довольно высока.

Одна из причин, по которой автономность не выше, связана с тем, что высокая стоимость энергии что требует предварительного разделения водорода и кислорода. Чтобы решить эту проблему, необходимо изучить и принять во внимание множество аспектов.

Как видите, водородные двигатели все еще находятся в стадии полной разработки, хотя, если многие люди считают его двигателем будущего, это будет для чего-то.

Двигатель внутреннего сгорания на водородном топливе как одно из ведущих и перспективных направлений альтернативной энергетики будущего



В роли топлива для автомобилей применяется около половины добываемых в недрах земли нефтепродуктов. Согласно [1], нефть — это один из не возобновляемых природных ресурсов, именно поэтому поиск неограниченного источника энергии был и остается актуальным и в наше время.

С другой стороны, резервы водорода [2] на планете Земля неисчерпаемы, что дает повод рассматривать его как топливо для двигателей автомобилей. Реализация этих предположений осуществима, несмотря на определенные трудности в его хранении и транспортировке. Также, большим преимуществом является то, что при сжигании одинакового количества водорода (H₂) и бензина [3], в первом случае энергии выделяется порядка Q₁ = 120 МДж, во втором всего лишь около Q₂ = 44 МДж, где разница ΔQ = 76 МДж.

Реакция горения водорода (H₂) является довольно сильной экзотермической реакцией [4], в итоге которой образуется вода

(Н₂О) и теплота сгорания (Q₁). Приведем химическую реакцию: 2H₂ + O₂ = 2H₂O + Q₁ (~120 МДж).

Бензин же, согласно [3], представляет собой смесь газов и жидкостей, к которой мы добавляем кислород (О₂) и в результате у нас образуется углекислый газ (СО₂), вода (Н₂О) и теплота сгорания (Q₂). Приведем химический вид реакции с указанием выделяемых компонентов: (Смесь газов и жидкостей) + О₂ = СО₂ + Н₂О + Q₂ (~44 МДж).

Как мы видим, энергия, выделяемая при сжигании водорода (Н₂) практически в три раза больше, чем при сжигании бензина.

Цель исследования. В связи с этим, целью данной работы является краткое знакомство с двигателем внутреннего сгорания на водородном топливе согласно истории развития и современным естественнонаучным представлениям ученых исследователей.

Исторические сведения. Через одиннадцать лет, после выдачи документа на двигатель, функционирующий на смеси водорода (H₂) и кислорода (О₂), в Германии в 1852 году был создан двигатель внутреннего сгорания [5]. Известно, что на один из дирижаблей компании Zeppelin-Гиденбург [6] были установлены ходовые двигатели, работавшие на смеси водорода (50 %) и различных газов (светильном газе) [7].

В семидесятые годы прошлого столетия внимание к водородным двигателям увеличилось в связи с появлением топливно-энергетического кризиса. По определению современных авторов [8], топливно-энергетический кризис — это кризис, появляющийся в связи с обнаружением исчерпаемости нефтяных ресурсов.

Это и произошло в 1873 году, когда арабские страны-члены ОАПЕК [9], Египет и Сирия объявили, что прекращают поставлять нефть странам, которые поддержали Израиль во время войны судного дня. Прежде всего, это относилось к США и их союзникам в Западной Европе. Цены на нефть поднялись в четыре раза (с 3 до 12 долларов за баррель). Этот нефтяной кризис до сих пор числится, как самый первый и крупнейший за всю историю человечества.

Интерес к другим источникам энергии, при завершении нефтяного кризиса, не пропал. Переработка нефти и нефтепродуктов очень вредна для окружающей среды, и экологи пытаются найти альтернативу ресурсу. Исследованиям, изучающим способы применения водорода (H₂) в машинах, содействуют многие факторы, например увеличение цен на энергоносители или стремление получить топливную независимость у немалого количества стран.

Такие известные современные компании двадцать первого века, как General Motors (Америка) [10], Honda (Япония) [11], Ford Motor Company (США) [12] и BMW AG (Германия) [13] с инициативой исследуют разработку водородных двигателей.

Создание первого водородного двигателя, работающего на водороде (H₂), относится к 1806 году, когда французско-швейцарский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз [14], создал двигатель внутреннего сгорания, работающий на газообразном водороде. Водород (H₂) изобретатель получал следствием электролиза воды [15]. Однако, транспорт, работающий на водороде (H₂), пока только в исследованиях и стадиях разработки.

Как известно, нефть — ресурс невозобновимый, и формироваться он будет в течение длительного (геологического) времени. Некоторые считают, что будущее за биотопливом [16], получаемым из продуктов растительного или животного сырья. Такое биотопливо производят лишь в шести государствах

ЕС (Европейский союз) [17].

Несмотря на то, что биотопливо производят в крупных промышленных масштабах, его доля в топливном балансе не превышает лишь 1 %.

В наши дни уже совершенно ясно, что двадцать первый век последним использует нефть, как топливо. Всё это отражается в увеличении цен на нефтепродукты, а также влияет на замедление развитий некоторых стран и общей экономике мира. Возникает простой, но немаловажный вопрос: «Чем же мы заправляться будем?».

Теория вопроса.

Современные технические специалисты совместно с учеными считают, что в будущем мы сможем перейти на двигатели внутреннего сгорания, работающие на водородном топливе.

Водород (H₂) актуален тем, что он может оказаться единственным возобновляемым источником энергии. Также у него есть ряд неоспоримых плюсов: (1) Огромным преимуществом водородных двигателей, конечно же, является экологичность, ведь продуктом горения водорода (H₂) является водяной пар и, сравнительно с бензином, незначительное количество токсичных выбросов; (2) Простота конструкции; (3) Двигатель внутреннего сгорания на водородном топливе имеет КПД [18] выше, чем на обычном топливе.

Для всеобщего перехода на водородное топливо существует также ряд проблем и препятствий: (1) В промышленных масштабах получать водородное топливо дорого и затруднительно; (2) Водород

(H₂) имеет более высокую опасность возгорания, чем бензин.

Информация о плюсах и минусах водородного топлива дает нам понять, почему же откладывается серийный выпуск автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, где в качестве топлива используется водород (H₂). Однако из-за многочисленных экологических препятствий, это может стать единственным альтернативным решением проблемы.

Несомненно, понятие «водородное топливо» напрямую связано с понятием «водород». Согласно источнику [2], водород — это самый легкий бесцветный газ, который в соединении с кислородом (O₂) образует воду (H₂O) [19], а также является самым распространенным элементом во Вселенной.

Если говорить о способах его получения, то водород (H₂) чаще всего получают из реакций металла с каким-либо соединением водорода. В лабораторных условиях чаще всего используют реакцию между цинком (Zn) [20] и соляной кислотой (HCl) [21].

А в промышленности большое количество водорода (H₂) получают из метана (CH₄) [22], добавляя к нему перегретый водяной пар. Также есть промышленный способ получения более чистого водорода (H₂) электролизом [15] воды (H₂O), но этот способ требует больших энергетических затрат, поэтому менее распространен.

Способов получения водорода (H₂) существует огромное количество, так как его запасы на Земле огромны, но водород (Н₂) редко встречается в несвязанном состоянии, и быть непосредственным источником он не может, его необходимо вырабатывать. Из этого следует, что КПД этого процесса не может быть больше единицы. Это значит, что энергия, получаемая при сжигании водорода (H₂) должна быть больше энергии, которую надо затратить на его выделение.

Если рассматривать водород (H₂) как топливо, то непременно можно найти как плюсы, так и минусы, но водород (H₂) является единственным источником экологической энергии с перспективным будущим. Ученым надо лишь разработать инфраструктуру, обнаружить способ добычи водорода (H₂), привести в порядок инструкции по эксплуатации топлива и тогда весь мир сможет навсегда забыть о проблемах бензиновой зависимости.

Все автомобили, работающие на водородном топливе, делятся на три группы.

1) В первую группу можно отнести автомобили с обычным двигателем, который работает или на водородной основе или на чистом водороде. КПД у таких двигателей увеличивается, а выхлоп становятся намного чище.

2) Ко второму типу можно отнести автомобили, имеющие два электроносителя, другое название у которых гибридные. Колеса машины приводят в движение электропривод, энергию которому доставляет аккумулятор, заряжающийся от высокоэкономичного двигателя. Данный двигатель может работать как на чистом водороде (H₂), так и на смеси водорода (H₂) и бензина.

3) Третий тип — это настоящий водородный двигатель. В него встроен электродвигатель, питающийся от основного топливного элемента. Однако, в теории КПД у этого двигателя может достигать лишь 85 %.

На сегодняшний день создали двигатели с КПД, превышающие лишь 75 %, а это в два раза больше, чем в наилучших двигателях внутреннего сгорания. Такие двигатели получают большое преимущество над автомобилями, которые работают на бензине. Это означает, что каким бы важным элементом не являлся водород (H₂) на планете, важным аспектом остается методика его получения в промышленных масштабах.

Методы получения водорода в промышленности. Рассмотрим наиболее известные химические подходы и методы получения водорода (H₂) в огромных масштабах.

Паровая конверсия метана и природного газа. По определению [23], паровая конверсия — это получение чистого водорода из легких углеводородов путём парового риформинга (каталитической конверсии углеводородов в присутствии водяного пара) [24].

Рассмотрим взаимодействие легкого углеводорода (в нашем случае метана CH₄) с водяным паром при соответствующих катализаторах (Fe₂O₃) и температуре (t ≈ 1100 °С).

Химическая реакция: СН₄ + Н₂О (пар) + 204 кДж (при постоянном давлении).

Обязательное тепло для реакции следует доставлять, либо получать извне, или же используя «внутреннее сгорание», т. е. подмешивая воздух или кислород (О₂) так, чтобы часть метана (CH₄) прогорала до диоксида углерода (СО₂) [25].

Химическая реакция: СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О (пар) + 802 кДж (при постоянном давлении).

При этом компоненты выбираются с определенной пропорцией, чтобы реакция, в общей сложности, была экзотермической (химическая реакция, сопровождающаяся выделением теплоты) [4].

Химическая реакция: 12СН₄ + 5Н₂О (пар) + 5О₂ = 29Н₂ + 9СО + 3СО₂ + 85,3 кДж.

Газификация угля. Согласно источнику [26], газификация — это процесс преобразования органической части твёрдого или жидкого топлива в горючие газы при высокотемпературном (t ≈ 1000–2000 °C) нагреве с окислителем (кислород, воздух, водяной пар, CO₂ или, чаще, их смесь) [27].

Для получения водорода (H₂), нужно без доступа воздуха, как предполагается, при высокой температуре (t ≈ 800–1300 °C) нагреть уголь [28] с водяным паром. При этом из воды (H₂O) уголь вытесняет кислород (O₂). На выходе образуется углекислый газ (СО₂) и водород (Н₂).

Химическая реакция: С + 2Н₂О (пар) = СО₂ + 2Н₂.

Себестоимость процесса порядка $2-$2,5 за килограмм водорода (H₂). В перспективах будущего возможно снижение цены до $1,50 с учетом доставки и хранения.

Электролиз воды. Согласно источнику [29], наиболее простой способ получения водорода (H₂) — это электролиз воды. Электролиз, говоря простым языком, это распад молекулы под действием электрического тока. Для получения водорода (H₂) нужно взять емкость, содержащую раствор соды, и поместить два электрических элемента, один из которых катод (соответствует минусу), другой анод (соответствует плюсу). Через данный раствор проводится ток, который разлаживает воду (H₂O) на составляющие: водород (H₂), выделяется на катоде и кислород (O₂), выделяется на аноде.

Химическая реакция: 2Н₂О = 2Н₂ + О₂.

Пиролиз. Если в электролизе используют электрический ток, то в пиролизе [30] используют температуру. Процесс пиролиза — это термическое разложение органических и многих неорганических соединений. Под действием высокой температуры (выше 700 °C) без доступа воздуха, вода (H₂O) разлагается на водород (H₂) и кислород (O₂).

Химическая реакция: 2Н₂О = 2Н₂ + О₂.

Частичное окисление. В данном случае берутся сплав алюминия (Al) и галлия (Ga), которые формируются в специальные брикеты и помещаются в ёмкость с водой (H₂O). В результате реакции образуется водород (Н₂) и оксид алюминия (Аl₂O₃). Галлий (Ga) же используется в сплаве для предотвращения окисления алюминия (Al).

Химическая реакция: 2Al + 3H₂O = Al₂O₃ + 3H₂.

Биотехнологии. Водород (H₂) из биомассы можно получить двумя методами.

1) Термохимический метод. При термохимическом методе биомассу нагревают без доступа кислорода (O₂) до температуры t ≈ 500–800 °C (для отходов древесины). В результате процесса выделяется водород (H₂), угарный газ (CO) и метан (CH₄).

2) Биохимический метод. Биохимический способ предполагает нагревание различных бактерий при температуре t ≈ 30 °C при нормальном атмосферном давлении [31].

Также, уже в двадцатом веке было известно, что водоросли хламидомонады [32] бурно выделяют водород (H₂) при нехватке кислорода (O₂) и серы (S) в процессе жизнедеятельности (в таких случаях процессы фотосинтеза [33] у них резко ослабевают).

Выводы и заключение. Методов получения водорода (H₂) немало, но ученые не останавливаются на достигнутых результатах. Например, в университете Нового Южного Уэльса (Австралия) в настоящее время разрабатывается и готовится к испытаниям новый способ получения водорода (H₂). Он заключается в получении данного газа из солнечной энергии, т. е. по направлению альтернативной энергетики [34].

Солнечный свет преобразуется в электричество, которое в свою очередь распадается на воду (H₂O), водород (H₂) и кислород (O₂), и всё это будет происходить в присутствии катализатора диоксида титана (TiO₂).

Хотелось бы сказать о том, что выбор использования какого-либо метода для получения водорода (H₂) зависит от нескольких различных факторов: (1) экономические соображения, (2) наличие соответствующих сырьевых, (3) энергетических ресурсов.

В свете последних событий (ухудшающаяся экология, не лучшая экономическая ситуация), все вышесказанное наталкивает на мысли о том, что двигатель внутреннего сгорания на водородном топливе, возможно, станет единственным продуктивным и качественным решением проблемы.

Но, учитывая некоторые недостатки водородного двигателя, и наличие другого топлива (на сегодняшний день, это нефть), на неопределенный срок откладывается серийный выпуск водородных автомобилей будущего.

Литература:

1. Леффлер У. Л. Переработка нефти. — М.: «Олимп-Бизнес», 2011. — 224 с.

2. Водород. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Водород (дата обращения 10.04.2016).

3. Бойко Е. В. Химия нефти и топлив. Учебное пособие. — Ульяновск: УлГТУ, 2007. — 60 с.

4. Экзотермические реакции. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Экзотермические_реакции (дата обращения 10. 04.2016).

5. Двигатель внутреннего сгорания. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Двигатель_внутреннего_сгорания (дата обращения 11.04.2016).

6. Dick H. G., Robinson D. H. The golden age of the great passenger airships Graf Zeppelin and Hindenburg. — Washington, D.C.; London: «Smithsonian Institution Press», 1985. — 226 p.

7. Светильный газ. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Светильный_газ (дата обращения 11.04.2016).

8. Долан С., Гарсия С.Управление на основе ценностей. — М.: «Претекст», 2008. — 308 с.

9. Организация арабских стран-экспортёров нефти. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Организация_арабских_стран-экспортёров_нефти (дата обращения 11.04.2016).

10. General Motors. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/General_Motors (дата обращения 11. 04.2016).

11. Honda. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Honda (дата обращения 11.04.2016).

12. Ford. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Ford (дата обращения 11.04.2016).

13. BMW. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/BMW (дата обращения 11.04.2016).

14. Федосеев C. Все танки Первой Мировой. Самая полная энциклопедия. — М.: «Litres», 2014. — С.18.

15. Электролиз. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Электролиз (дата обращения 12.04.2016).

16. Биотопливо. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Биотопливо (дата обращения 12.04.2016).

17. Sari, Aurel. The Conclusion of International Agreements by the European Union in the Context of the ESDP. // International and Comparative Law Quarterly. — Social Science Electronic Publishing, 2008. — Vol.57. — P.53–86.

18. Зубарев Д. Н. Коэффициент полезного действия. // Физическая энциклопедия. — М.: «Советская энциклопедия», 1990. — Т.2. — С.484–485.

19. Маленков Г. Г. Вода. // Физическая энциклопедия. — М.: «Советская энциклопедия», 1988. — Т.I. — С.294–297.

20. Цинк. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Цинк (дата обращения 13.04.2016).

21. Соляная кислота. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Соляная_кислота (дата обращения 13.04.2016).

22. Метан. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Метан (дата обращения 13.04.2016).

23. Паровая конверсия. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Паровая_конверсия (дата обращения 14.04.2016).

24. Агабеков В. Е., Косяков В. К. Нефть и газ. Технологии и продукты переработки. — Ростов-на-Дону: «Феникс», 2014. — 458 с.

25. Диоксид углерода. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Диоксид_углерода (дата обращения 13.04.2016).

26. Газификация. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Газификация (дата обращения 13.04.2016).

27. Окислитель. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Окислитель (дата обращения 13.04.2016).

28. Ископаемый уголь. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Ископаемый_уголь (дата обращения 13.04.2016).

29. Рифкин Дж. Если нефти больше нет… Кто возглавит мировую энергетическую революцию? — М.: «Секрет фирмы», 2006. — 416 с.

30. Мухина Т. Н. Пиролиз углеводородного сырья. — М.: «Химия», 1987. — 240 с.

31. Перышкин А. В. Измерение атмосферного давления. Опыт Отто Герике. // Физика. 7 класс. / Тихонова Е. Н. — 16-е изд. — М.: «Дрофа», 2013. — С.190.

32. Хламидомонада. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Хламидомонада (дата обращения 14.04.2016).

33. Любименко В. Влияние света на усвоение органических веществ зелёными растениями. // Известия Императорской Академии наук. — VI серия. — 1907. — № 12. — С.395–426.

34. Philip Wolfe Solar Photovoltaic Projects in the Mainstream Power Market. // Oxford: Routledge. — 2012. — С.240.

Основные термины (генерируются автоматически): химическая реакция, водород, внутреннее сгорание, водородное топливо, двигатель, водяной пар, чистый водород, водородный двигатель, метод получения водорода, получение водорода.

Водородный двигатель внутреннего сгорания (h3ICE)

Что такое h3ICE

Водородный двигатель внутреннего сгорания (h3ICE) — это двигатель, специально разработанный для использования в коммерческих транспортных средствах с целью снижения выбросов парниковых газов. Двигатель использует водород в качестве топлива и обеспечивает почти нулевой уровень выбросов CO2.

Почему водород?

Быстрая заправка

Водители транспортных средств h3ICE могут быстро и легко заправить водородный бак, как и обычные бензиновые и дизельные автомобили, и могут использовать те же системы и станции заправки, что и автомобили с водородными топливными элементами (FCEV).

Декарбонизация

Использование нейтрального по отношению к углероду водорода в качестве источника топлива для двигателей позволяет сократить выбросы CO2 почти до нуля, предлагая устойчивый вариант наряду с автомобилями на батареях и топливных элементах.

Как Garrett поддерживает силовые агрегаты h3ICE

• Garrett предлагает турбокомпрессоры практически для всех размеров двигателей внутреннего сгорания — от силовых агрегатов объемом 0,6 л до массивных промышленных двигателей объемом до 100 л, а также для всех промежуточных моделей, включая средние и тяжелые грузовые автомобили объемом от 5 до 16 л.
• Компания Garrett разрабатывает индивидуальные решения, отвечающие насущным потребностям повышения уровня h3ICE.
• Инженеры Garrett — непревзойденные специалисты по решению проблем и новаторы, ответственные за отмеченные наградами технологии
• Технологии наддува мирового класса позволяют уменьшить размеры двигателя, повысить его производительность и повысить топливную экономичность
• Компания Garrett использует почти 70-летний опыт и партнерские отношения с OEM-производителями.

Почему Гаррет?

Турбокомпрессор, обеспечивающий эффективное сгорание

Решение, отвечающее требованиям h3ICE к высокому наддуву

Долгая история в коммерческих автомобилях

Более 80 лет технологического лидерства

Лидер в технологиях наддува

Поставщик турбокомпрессоров №1 для коммерческого транспорта*

Самый широкий ассортимент турбокомпрессоров

Объем двигателя от 0,6 до 100 л+

*на адресуемом OEM-рынке, кроме собственного

Откройте для себя технологию Garrett Boosting для h3ICE

Широкий спектр технологий наддува Garrett, от E-Turbo до VNT, поддерживает двигатели h3ICE

Отмеченная наградами технология E-Turbo

Ультрасовременная технология E-Turbo от Garrett была признана выдающейся инновацией благодаря награде Automotive News PACE (Вклад ведущих поставщиков автомобильной промышленности в передовое турбокомпрессоры. Инженеры Garrett мирового класса успешно преодолели множество проблем, связанных с управлением температурным режимом, рекуперацией энергии, компактной компоновкой и крупносерийным и недорогим дизайном, чтобы разработать E-Turbo, что поразило судейскую коллегию PACE, получив награду в сентябре 2021 года.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Турбокомпрессор с перепускным клапаном

Достижение максимальной производительности крайне важно для бензиновых двигателей в условиях ужесточения стандартов топливной экономичности и выбросов. Чтобы сделать двигатели меньшего размера, более легкими и более эффективными, в турбонаддуве Garrett для газовых двигателей используются передовые аэродинамика, материалы и системы подшипников, которые максимизируют возможности и сочетают мощность с инновациями.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Серийные двухступенчатые турбокомпрессоры для коммерческого транспорта

Проверенный на практике широкий ассортимент турбокомпрессоров Garrett повышает производительность на дорогах и вне дорог, помогая снизить расход топлива, увеличить удельную мощность и сократить время безотказной работы автомобиля.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Турбокомпрессор Double Axle VNT для коммерческих автомобилей

Турбокомпрессор Garrett последнего поколения с изменяемой геометрией DAVNT (Double Axle VNT) предлагает надежные и высокоэффективные решения, повышающие эффективность использования топлива, снижающие выбросы и дополнительно улучшающие возможности торможения двигателем.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Являются ли преобразования водородного ДВС ключом к автомобилям h3?

НАШИ ПОСЛЕДНИЕ ВИДЕО

Инновационная технология бурения может раскрыть…

Включите JavaScript

➡️ВОСПРОИЗВЕДИТЬ ЭТУ НОВОСТНУЮ СТАТЬЮ HYDROGEN

12 ноября 2022 г. 13 По Аманда Гиассон

Эксперты по климату и автомобилям рассматривают второй (и третий) взгляд на преобразование водородных двигателей внутреннего сгорания в качестве потенциального варианта, помогающего быстрее перейти на автомобили с двигателем h3, которые значительно сократят выбросы парниковых газов (ПГ), производимые на наших дорогах.

Преобразование существующего автомобиля дешевле, чем покупка нового пассажирского автомобиля h3.

В мире насчитывается почти полтора миллиарда легковых автомобилей. Лишь небольшой процент этих транспортных средств имеет нулевой уровень выбросов, а это означает, что для того, чтобы иметь возможность сократить выбросы парниковых газов, потребуется огромный переход. В настоящее время новые электромобили и транспортные средства на топливных элементах заметно дороже автомобилей, работающих на бензине и дизельном топливе, что делает их стоимость непомерно высокой для большинства людей.

Тем не менее, существует возможность переоснащения обычных автомобилей с бензиновым двигателем внутреннего сгорания в автомобили с двигателем h3. Это включает конверсию водородного ДВС. Это не приведет к созданию транспортного средства без выбросов парниковых газов, но существенно сократит выбросы. Это устранит выбросы углекислого газа, хотя некоторые оксиды азота все еще выделяются.

https://youtu.be/elesJvCtQWIВидео не может быть загружено, так как отключен JavaScript: Как переоборудовать свой автомобиль для работы на водороде (https://youtu.be/elesJvCtQWI)

Очевидно, что это не идеальное решение, так как некоторые выбросы все еще производятся, и это все еще стоит денег, но дает дополнительную возможность водителям, не требующую покупки нового и дорогого автомобиля, и одну это по-прежнему заметно сократит выбросы парниковых газов.

Помимо преобразования ДВС в водород, ранние исследования также направлены на разработку альтернативных видов топлива.

Компания Porsche входит в число автопроизводителей, стремящихся занять лидирующие позиции в разработке альтернативных видов топлива, также известных как биотопливо, чтобы водители могли продолжать наслаждаться своими любимыми автомобилями, не загрязняя воздух. Компания инвестировала 75 миллионов долларов в компанию HIF из Чили, которая разработала многообещающий метод создания синтетического жидкого топлива. Топливо может быть использовано в существующих традиционных бензиновых двигателях внутреннего сгорания. Хотя он не полностью свободен от выбросов углерода, его сокращение является существенным.

Тем не менее, переоборудование ДВС на водороде имеет заметную привлекательность на многих нишевых автомобильных рынках, например, в классических маслкарах. У Форда, например, есть патент на прямой впрыск водорода в цилиндры автомобиля. Такая конструкция позволяет дать автомобилям мощность, необходимую для той же или даже лучшей производительности, сохраняя при этом тот гул, который так любят энтузиасты. В то же время их работа остается практически чистой, сохраняя то, что водители любили из прошлого, и двигаясь вперед в будущее.

Опрос на водородных автомобилях. Вы бы ездили на таком, если бы станций было больше? Мы хотим услышать от вас – Голосуйте ниже ⤵️

сообщите об этом объявлении

Искать на сайте

Не пропустите нашу бесплатную электронную книгу…

Новости энергетики 24/7

Новости энергетики 24/7

О водородном топливе Новости

Водородные компании растут быстрее, чем когда-либо предоставлять самые лучшие обновления возобновляемых источников энергии на рынке.