Водень замість бензину

Головну небезпеку для екології планети має парк транспортних засобів, що використовують похідні засоби від переробки нафти в якості палива. Цей парк  безперервно збільшується. У великих містах світу, таких як Київ, автомобільні викиди складають до 90 відсотків усіх забруднень атмосфери. Так, останнім часом на вулицях міста ми бачимо все більше електромобілів і це дуже добре. Але важливо пам’ятати, що електрика такожакумулюється головним чином шляхом спалювання вуглеводів. Чи є вихід?

Якщо хто не помітив досі, то буквально на наших очах почався відхід  епохи вуглеводнів. Тихо і без особливої помпи. Компанія Toyota оголосила про початок масового виробництва бюджетної версії седана Mirai, що в перекладі з японського означає “майбутнє”. Здавалося б – ну яке майбутнє?! Але для тих, хто ще не в курсі, повідомляємо, що 153-сильний автомобіль Toyota Mirai є на сьогодні найбільш екологічним. На автомобілі немає двигуна внутрішнього згорання, і, отже, він не використовує традиційні види палива.

По суті, це електромобіль, який не потрібно підключати до розетки. Mirai виробляє електроенергію прямо на борту, а його двигун має величезний  коефіцієнт корисної дії – 83 відсотки! Для порівняння – ККД найдосконалішого двигуна внутрішнього згорання – в два з гаком разів нижче. Секрет успіху – водень.

Спроби використати цей газ в якості палива робилися ще в кінці минулого століття. Проте висока температура згорання водню швидко виводила з ладу поршні і клапани системи впускання, а перероблений для роботи “під водень” мотор виявлявся занадто дорогим.

Прогрес пішов іншим шляхом. Електродвигун Mirai живить струм, як у Tesla, який виробляється на борту автомобіля під час хімічної реакції водню, що поступає з двох спеціальних баків, і засмоктуваного з навколишнього повітря кисню. Коротко ж принцип дії такий:

Водневий паливний елемент

У паливний осередок подається водень, що вступає в реакцію з анодом, з іншого боку на катод подається кисень. Відбувається хімічна реакція, в процесі якої атоми водню діляться на електрони і протони. Електрони поступають в електромережу, а протони з’єднуються з киснем, утворюючи просту воду. Воду треба просто періодично зливати з місткості накопичення. Постійний струм, що продукується, поступає в перетворювач, де його потужність підвищується до 650 вольт, а сам струм стає змінним.

Він живить не лише електродвигун, але і розташовану у багажнику звичайну нікель-метал-гибридну батарею: вона підключається у тому випадку, коли автомобілю потрібно максимальний розгін. Розгін до сотні кілометрів – 9 секунд, а максимальна швидкість обмежена 175 кілометрами в годину. Пробіг- 650 кілометрів.

Аналогічну модель просуває і Honda – її седан FCV також стане серійним цього року. Розробка Honda навіть практична – седан вміщує п’ять чоловік замість чотирьох у Mirai. Потужність двигуна у FCV на 23 кінських сили більше, більший також  пробіг. А тут ще і корейці погрожують перегнати японців зі своїм кросовером ix35 Fuel Cell, довівши його пробіг до 850 кілометрів. Ентузіасти екологічно чистого транспорту вже готові сурмити перемогу. Проте є декілька “але”.

Перше – вартість. “Водноджерела” коштують близько 60 тисяч доларів, але, наприклад, в Японії держава субсидує купівлю чистих авто – виходить близько 35 тисяч доларів. Куди  менше вартості Tesla S – близько 80 тисяч доларів в США. На паливі економити важко: кілограм водню коштує 9-10 євро. Тобто стільки ж, скільки коштує і бензин в Європі на кілометр пробігу.

Друге – мала мережа заправок, хоча вони інтенсивно будуються в Японії і Каліфорнії. Але у світі активно ведуться дослідження по отриманню дешевого водню, і незабаром джерелу чистої енергії не буде кінця.