Японцы провели презентацию автомобиля, который ездит на воде :: Общество :: РБК

Стремительный рост цен на бензин делает создание автомобилей на альтернативных видах топлива не столько блажью амбициозных изобретателей, сколько объективной необходимостью. Успехами на этом поприще на днях похвасталась японская компания Genepax. Она разработала электромобиль, способный ездить на обычной на воде, сообщает Reuters.

Genepax презентовала свое изобретение в городе Осака на западе Японии. По словам разработчиков, одного литра воды достаточно, чтобы машина в течение часа двигалась со скоростью 80 км/ч. При этом вода, используемая в качестве топлива, может быть любой дождевой, речной и даже морской. Она заливается в бак, а генератор диссоциирует ее на элементы для выработки электроэнергии.

«Автомобиль будет ехать, пока вы время от времени будете доливать воду», — говорит исполнительный директор Genepax Кийоши Хирасава (Kiyoshi Hirasawa). «Вам не нужны дополнительные устройства, чтобы заражать аккумулятор, что имеет место в случае с большинством электромобилей», — отметил он.

Однако специалистам еще предстоит проверить, насколько верны утверждения инженеров. Они еще не продемонстрировали свою новинку в действии, пока на машину можно посмотреть только в павильоне.

Genepax сообщила, что уже подала заявку на получение патента. В будущем эта компания рассчитывает на активное сотрудничество с японскими автомобилестроителями.

Между тем большинство крупных производителей автомобилей разрабатывают машины с топливными элементами, которые работают на водороде и генерируют, а не потребляют, воду.

Вода вместо бензина. Чем заправить автомобиль? | Авто-мото

Коптящие авто на улицах городов стали создавать жуткий смог только в конце двадцатого века. Ситуацию не спасли различные приспособления для снижения вредных выбросов в атмосферу. Хотя шли на разные ухищрения с этим. В конце концов, под давлением экологов и самой тупиковой ситуации было принято решение ООН о прекращении с 2050 года выпуска машин, работающих на бензине и солярке. Газомоторный автомобиль КАМАЗ

Источник

В принципе, тут сказалось даже не столько требование экологов, сколько то, что существующие запасы нефти сокращаются, а разведанных запасов хватит при нынешних темпах добычи максимум на 25 лет. Нефть — невозобновляемый источник энергии. Хотя некоторые ученые считают, что в недрах она формируется постоянно. Но из чего? Из остатков древней органики. А это значит то же самое — они когда-то иссякнут.

Вообще-то, существующий транспорт можно перевести на газовое топливо. Но ведь и запасы газа в недрах не вечны. Можно использовать менее доступные для добычи горючие природные газы. Скажем, метан. Но его месторождения для разработки слишком финансово затратные. Автомобиль Ecletic разработан компанией Venturi
Источник

Как альтернатива бензиновым и газовым двигателям рассматриваются авто на солнечных панелях. Но панели эти громоздки и довольно дорогие. С первым моментом пришлось бы расширять автодороги, а второй момент привел бы к транспортному коллапсу — резкое сокращение на дорогах машин сказалось бы на грузообороте.

Приемлемый вариант, похоже, снова в том, чтобы ставить на машины электромоторы гибридного вида. То есть мощные аккумуляторы, подзаряжаемые на специальных станциях за короткий срок или же в пути от солнечной панели. Такие машины есть, они неплохо себя показали. Но стоимость их существенно больше, чем машин с бензиновым двигателем. Массовыми такие электромобили вряд ли станут в будущем из-за своей как раз дороговизны. Электромобиль-грузовик 1943 года постройки, Швеция
ru.wikipedia.org

Еще одна альтернатива связана с созданием мотора, которому вместо бензина топливом служит обыкновенная вода. Заманчиво? Да! Фантастично? Не совсем. Дело в том, что в Японии специалисты фирм «Genepax» и «Honda» уже несколько лет активно работают над мотором будущего.

Хотя вся информация содержится в секрете, все же известно, каким образом вода дает энергию мотору. В основе изобретения то, что с помощью электричества от обычного аккумулятора из воды выделяется газообразный водород. В воздух автомобиль «FCX Clarity» выделяет только перегретый пар. Водород сжигается для выработки электричества мотору. Запаса энергии компактного аккумулятора хватает на то, чтобы «переработать» воду из бака на протяжении 435 километров. Сложность лишь в том, что вода должна быть дистиллированной. Это пока все, что известно о разработке фирмы «Honda».

Honda FCX, 2007
ru.wikipedia.org

Чуть больше информации об авто фирмы «Genepax». Машина не нуждается в дистиллированной воде — годится любая: морская, речная, водопроводная. Одного литра воды хватает на то, чтобы двигаться 60 минут со скоростью 80 километров в час. Не очень, конечно, быстро. Но зато ведь ничего не надо платить за топливо — заливай в бак обычную воду и не забывай подзаряжать «стартовый» аккумулятор.

Пока проблема в том, что водород при утечке создает так называемый взрывоопасный гремучий газ. Но эта проблема тоже вполне решаемая — достаточно лишь позаботиться о толщине стенок бака и отсутствии условий для утечки водорода.

---

Что еще почитать по теме?

Сможет ли электромобиль отказаться от аккумуляторов?
Электрификация автомобиля неминуема?
Aptera 2e. Почему этот футуристический трицикл неправильно называть Google car (гугломобиль)?

Пусть бензин отдохнет — Энергетика и промышленность России — № 10 (102) май 2008 года — WWW.

EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 10 (102) май 2008 года

Возможность отказа от нефтяного автомобильного топлива обсуждается уже много лет. Еще два-три десятилетия назад автомобильные компании рассматривали в качестве возможной перспективы использование электрических двигателей вместо двигателей внутреннего сгорания. Работы велись как за рубежом, так и в СССР. Но дальше опытных образцов дело так и не пошло.

Еще недавно единственным источником электрической энергии были аккумуляторы, которые устанавливались на электромобили в виде больших и тяжелых батарей. Получалось, что грузоподъемность электромобилей оказывалась заведомо ниже (в лучшем случае – раза в полтора меньше, чем у машины с двигателем внутреннего сгорания), а запаса хода было достаточно разве что для перевозки товаров со склада в близлежащие магазины. О дальних поездках даже речи не шло. Вдобавок, из‑за высоких затрат на электроэнергию, традиционные бензиновые машины оказывались намного выгоднее.

Развитие аккумуляторных электромобилей продолжается и сегодня. Например, в мелкосерийное производство была запущена спортивная машина Venturi Fetish. Отличаясь неплохими разгонными характеристиками, она, тем не менее, не слишком быстра – максимальная скорость ограничена 170 км / ч. Ионно-литиевые аккумуляторы обеспечивают запас хода до 350 км, но и весят при этом 350 кг. Стоит такая машина около 450 000 евро.

Топливные элементы как альтернатива

Очевидно, что аккумуляторы – это тупиковый путь. Такие электромобили постепенно уйдут в прошлое. Их сменят машины на топливных элементах, разработка которых всячески поощряется в США. В Европе и Японии топливные элементы тоже в центре внимания автопроизводителей, и даже наш «АвтоВАЗ» демонстрировал машины на топливных элементах на базе «десятки» и «Нивы».

Топливные элементы – это класс химических источников тока со множеством разновидностей. Наиболее перспективными считаются топливные элементы на основе протонообменных мембран. Такие мембраны служат в качестве электролита и проводят только протоны, не пропуская через себя электроны. По разные стороны от мембраны расположены анод, катод и катализатор, в качестве которого чаще всего используется платина. Водород подается в топливный элемент со стороны анода и, контактируя с катализатором, распадается на два протона и два электрона. Электроны не могут пройти через мембрану и поступают во внешнюю электрическую цепь.

Протоны же через мембрану уходят на катод, где вступают в реакцию с кислородом, образуя воду. Необходимые в реакции образования воды электроны поступают на катод из внешней цепи.

На первый взгляд, топливные элементы являются чуть ли не идеальным источником энергии. Их, в частности, отличают высокий (до 80%) КПД, отсутствие вредных выбросов (единственный отход – вода) и меньшая, чем у аккумуляторов, масса. Однако проблем при использовании топливных элементов тоже хватает.

Водородная «бомба»

Взять хотя бы использование в качестве топлива водорода. Этот газ чрезвычайно тяжело хранить и транспортировать. Как правило, для этого приходится использовать баллоны с давлением 350‑500 атмосфер (для сравнения: обычные российские гелиевые баллоны, из которых надувают воздушные шарики, имеют максимальное рабочее давление в 150 атмосфер). К тому же водород крайне взрывоопасен, отличается высокой текучестью и способен просачиваться сквозь самые небольшие неплотности. В этом отношении он намного хуже метана или пропан-бутановой смеси, которые также часто используются в качестве автомобильных топлив.

По сути, машина с водородным баллоном – это «бомба на колесах». И если взрывы бензиновых автомобилей встречаются чаще в боевиках, чем в реальной жизни, то с водородом все обстоит по‑другому. Чтобы предотвратить беду, системы питания водородных машин снабжают сложной запорной арматурой. Решить проблему высоких давлений в баллонах путем сжижения водорода нереально – машины придется комплектовать мощными криогенными установками, ведь при обычной температуре водород сжижить нельзя.

Есть и еще один выход. Можно заправлять машины с топливными элементами не водородом, а жидким топливом, подходящим для получения водорода: метанолом или даже обычным бензином. Однако и тут не все безоблачно: машину нужно комплектовать реактором для разложения жидкого топлива, а побочный продукт реакции – углекислый газ – вызывает парниковый эффект.

Наконец, не стоит забывать, что водород в промышленности получают из метана, а метан является исходным веществом для синтеза метанола, причем синтез этот является многостадийным. То есть водородное топливо очень дорого, да и сокращению выбросов в атмосферу оно никак не способствует: разве что виновником выбросов оказывается уже не автотранспорт, а заводы, где изготавливается топливо.

Альтернативный способ получения водорода – электролиз воды – требует огромных затрат электричества, что опять же дает в итоге увеличение вредных выбросов от электростанций.

Перспективным может оказаться получение водорода из биомассы, но такие процессы пока не покинули пределов исследовательских лабораторий.

Активно ведутся работы и над топливными элементами, работающими не на водороде, а на том же метаноле. При использовании метанола целый ряд проблем отпадает сразу, хотя за это приходится платить уменьшением КПД такого топливного элемента.

«Переходные» топлива

Впрочем, химические источники тока – не единственный способ питания электродвигателя. Существуют и другие варианты: солнечные батареи или миниатюрные ядерные реакторы. Первые пока остаются лишь экзотикой, а вторые – фантастикой, причем фантастикой опасной. Все говорит о том, что в ближайшее десятилетие электромобили массовым явлением не станут. В лучшем случае мы станем свидетелями своеобразного переходного периода. Об этом, в частности, свидетельствует постепенное распространение гибридных автомобилей, использующих и двигатель внутреннего сгорания, и электромотор.

Пионером здесь стала компания Toyota c машиной Prius; в скором будущем начнутся продажи в США «гибридов» Honda, готовят такие машины и американские производители. Основным достоинством гибридных машин является сокращение вредных выбросов, за которые приходится расплачиваться усложнением и утяжелением силового агрегата.

Однако списывать на свалку истории двигатель внутреннего сгорания тоже еще очень рано. Рост цен на нефть в последние месяцы заставил вновь заговорить об использовании в ДВС альтернативных горючих вместо бензина и дизельного топлива.

Вообще говоря, под альтернативными топливами порой подразумевают очень широкий перечень продуктов. В него, в частности, попадают сжиженные нефтяные газы (та самая пропан-бутановая смесь, которой «кормятся» такси и чуть ли не все «Газели») и сжатый природный газ – метан. Такое топливо прекрасно «чувствует себя» в современных двигателях и достаточно популярно.

Мотор -алкоголик

Однако интереснее будет поговорить о других, менее известных видах топлива. Самым популярным альтернативным топливом, безусловно, являются спирты и их смеси с углеводородами.

Без внесения модификаций в конструкцию двигателя вместо бензина можно использовать метанол или этанол – ничего нового в этом нет. Метанол давным-давно используется в спортивных автомобилях и мотоциклах, а на этаноле и его смесях с бензином (такое топливо называется газохол) ездят в Бразилии.

Впрочем, этанол для этих стран привлекателен по одной простой причине – они имеют возможность производить его в огромных количествах из растительного сырья.

Для стран, где, в отличие от Бразилии, сахарного тростника нет, этанол годится лишь как добавка к бензину. Причем в таких странах (в том числе и Россия) придется обходиться не дешевым тростниковым, но довольно дорогим синтетическим спиртом, который получают на базе нефтяного и газового сырья.

Метанол же очень ядовит. С другой стороны, если нефть, как сейчас, продолжит дорожать (не говоря уж о возможном исчерпании ее запасов), то метанол, получаемый на базе природного газа, может все‑таки стать привлекательным топливом.

Эфир – понятие техническое

Для дизельных двигателей нефтяное топливо – тоже не единственный вариант. В качестве альтернативы ему предлагаются продукты как растительного, так и синтетического происхождения. В первом случае можно использовать рапсовое масло, которым, по некоторым данным, можно хоть сейчас заправить любой современный дизельный двигатель (правда, потребуются некоторые регулировки – впрочем, не затрагивающие конструкции двигателя).

Другая альтернатива – диметиловый эфир, который уже окрестили дизельным топливом XXI века. Это газообразное при обычных условиях вещество, и для его применения двигатели придется несколько модифицировать. Использование диметилового эфира позволит повысить экологичность дизельного транспорта, устранив выбросы сернистых и других вредных соединений.

Наконец, топливом для ДВС может служить и водород, правда проблем с ним будет еще больше, чем при использовании в электромобилях. Очень высокая температура сгорания водорода неизбежно повлечет за собой повышение тепловой нагрузки на двигатель. И если моторы новейших BMW водородное топливо воспринимают «на ура», то у двигателя машины попроще запросто могут прогореть поршни и цилиндры.

Высокие температуры в двигателе могут свести на нет и безвредность выбросов от сгорания водорода. Дело в том, что при высоких температурах значительно активнее будет происходить окисление азота с образованием его оксидов, ядовитых самих по себе и вызывающих кислотные дожди.

Итак, что же в итоге? Пока ни электромобили, ни «гибриды», ни машины на альтернативных топливах не способны конкурировать с традиционными бензиновыми и дизельными автомобилями. И даже при высоких ценах на нефть использование нефтяного топлива оказывается выгоднее применения водорода или метанола. Хотя, разумеется, в будущем ситуация будет потихоньку меняться.

Наиболее многообещающим в качестве «иного топлива» пока что является все же метанол. Его можно применять как в двигателях внутреннего сгорания, так и в топливных элементах. Кроме того, перевести заправочные станции на метанол значительно проще, чем на водород. Да и вероятность взрыва тут значительно меньше.

Как продать воздух

В 2000 году многочисленные СМИ пророчили, что в начале 2002 года начнется массовое производство автомобилей, использующих воздух вместо топлива. Поводом для такого смелого заявления послужила презентация автомобиля под названием e. Volution на выставке «Auto Africa Expo-2000», которая состоялась в Йоханнесбурге. Изумленной общественности сообщили, что e. Volution может без дозаправки проехать около 200 километров, развивая при этом скорость до 130 км / час. Или же в течение 10 часов со средней скоростью 80 км / час. Было заявлено, что стоимость такой поездки обойдется владельцу e. Volution всего в 30 центов.

При этом весит машина всего 700 кг, а двигатель – 35 кг. Революционную новинку представила французская фирма MDI (Motor Development International), которая тут же объявила о намерении начать серийный выпуск автомобилей, оборудованных двигателем на сжатом воздухе. Изобретателем двигателя является французский инженер-моторостроитель Гай Негр, известный как разработчик пусковых устройств для болидов «Формулы 1» и авиационных двигателей. Гай Негр заявил, что ему удалось создать двигатель, работающий исключительно на сжатом воздухе без каких бы то ни было примесей традиционного топлива. Свое детище француз назвал Zero Pollution.

Девизом Zero Pollution стало «Простой, экономичный и чистый»: упор был сделан на его безопасность и безвредность двигателя для экологии. Принцип работы агрегата, по словам изобретателя, таков: «Воздух засасывается в малый цилиндр и сжимается поршнем до уровня давления в 20 баров. При этом воздух разогревается до 400 градусов. Затем горячий воздух выталкивается в сферическую камеру. То есть – «в камеру сгорания», хотя в ней уже ничего не сгорает, но под давлением подается холодный сжатый воздух из баллонов; он сразу же нагревается, расширяется, давление резко возрастает, поршень большого цилиндра возвращается и передает рабочее усилие на коленчатый вал. Можно даже сказать, что «воздушный» двигатель работает так же, как и обычный двигатель внутреннего сгорания, но только никакого сгорания тут нет.

Кроме того, было заявлено, что выбросы автомобиля не опаснее углекислого газа, выделяемого при дыхании человека, двигатель можно смазывать растительным маслом, а электрическая система состоит всего лишь из двух проводов.

Представители Zero Pollution заявили, что для заправки «воздухомобиля» достаточно наполнить воздушные резервуары, расположенных под днищем автомобиля, что занимает около четырех часов. Впрочем, в будущем планировалось построить «воздухозаправочные» станции, способные наполнить 300-литровые баллоны всего за 3 минуты.

Предполагалось, что продажи «воздухомобилей» начнутся в Южной Африке по цене около $10 тысяч. Также говорилось о строительстве пяти фабрик в Мексике и Испании и трех – в Австралии. Лицензию на производство автомобиля якобы уже получили больше дюжины стран, а южноафриканская компания вроде бы получила заказ на производство 3000 автомобилей вместо запланированной экспериментальной партии в 500 штук.

Однако после громких заявлений и всеобщего ликования что‑то произошло. Внезапно все стихло, и о воздухомобиле забыли.

Есть мнение, что экологичную разработку саботировали автомобильные гиганты. Эту версию отчасти подтверждает сайт «Deutsche Welle»: «Авторемонтные предприятия и нефтяные концерны единодушно считают автомобиль с воздушным двигателем «недоработанным».

Однако и независимые эксперты были настроены скорее скептически, тем более что ряд крупных автомобилестроительных концернов (например, «Фольксваген»)  уже в 1970‑80‑х годах вели исследования в этом направлении, но затем свернули ввиду их полной бесперспективности.

«Deutsche Welle» обращает внимание на то, что в различных публикациях «описание двигателя и принципиальная схема его работы грешат неточностями и ошибками, а, кроме того, версии на разных языках не только изрядно различаются, но порой и прямо противоречат друг другу. Чуть ли не в каждом издании приводятся свои, отличные от прочих, технические параметры».

Разброс цифр столь велик, что,невольно задаешься вопросом: неужели они относятся к одному и тому же автомобилю?

Еще одна странная закономерность состоит в том, что с каждой следующей публикацией параметры автомобиля улучшаются: то мощность подрастет, то цена упадет, то масса уменьшится, то емкость баллонов увеличится. Так что сомнения тут вполне уместны и оправданы.

Как из камня сделать пар

Однако есть и еще одна странная вещь – автором в результате поисков в сети Интернет было найдено много интересного на «воздушную» тему. Любопытно, что на состоявшейся в феврале 2001 года в Нюрнберге международной ярмарке игрушек канадская фирма Spin Master предложила покупателям модель самолета, оснащенную двигателем, работающим на сжатом воздухе. Мини-резервуар можно надувать любым насосом, и пропеллеры уносят оригинальную «игрушку» в небеса. Кроме того, в одном документе одна столичная компания предлагает чиновникам «ознакомиться с предложением автомобильной фирмы MDI (Франция) о производстве в Москве абсолютно экологически чистых и экономичных автомобилей». Встречается и предложение В. А. Конощенко, который сообщает об изобретенном им автомобиле, работающем на сжатом воздухе, прилагая описание устройства, а также изобретение Р. Шаймухаметова – «Садоход», который «приводится в движение от сжатого воздуха: под капотом агрегата находится небольшой двигатель и серийный компрессор. Воздух вращает автономно друг от друга два блока (слева и справа) эксцентрических роторов (поршней). Роторы в блоке через ходовые колеса соединены гусеничной цепью.

В итоге у автора сложилось двоякое впечатление: с одной стороны, не до конца понятна история с французским «воздухомобилем», а с другой – куда более четкое ощущение, что «воздушный» транспорт давно используется, и в особенности почему‑то в России. И притом с позапрошлого века. Есть данные о том, что спроектированная самоучкой И. Ф. Александровским 33-метровая подводная лодка с двигателем, работающим на сжатом воздухе, летом 1865 года была спущена на воду, успешно прошла ряд испытаний и только после этого затонула.

Газ как соперник

Газ, как известно, агрегатное состояние вещества, в котором оно равномерно заполняет весь предоставленный ему объем.

В тридцатые годы прошлого века англичанин Барнетт получил патент на газовый двигатель, а в 1860 году француз Э. Ленуар построил мотор, работающий на смеси воздуха и газа. Такой выбор горючего никого не удивил – бензина еще не было. Бензин в качестве горючего был использован спустя два десятилетия, когда Г. Даймлер создал бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Бензиновый мотор заменил лошадь в первых «самодвижущихся колясках» – автомобилях.

Повсеместный рост количества автомобилей потребовал значительного увеличения объемов производства бензина. О газе как о возможном моторном топливе надолго забыли. Лишь через 100 лет после Барнетта, в конце тридцатых годов прошлого столетия, возродилась мысль о его использовании. Тогда появились первые газогенераторные автомобили. Газ вырабатывался в топке, а оттуда подавался в двигатель.

Сейчас бензин дорожает, и его пытаются заменить. И природным газом, и синтезированными газами и жидкостями (например – спиртом, который гонят из самого разного сырья: от тростника до апельсиновых корок). Все эти виды топлива менее опасны для окружающей среды, чем бензин.

Исследования опровергли устоявшееся мнение, что использование газа вместо бензина – вынужденная мера. Газовое топливо сгорает полнее, поэтому концентрация окиси углерода в выхлопе газового двигателя в несколько раз меньше.

Автомобиль на бензине выбрасывает в атмосферу сернистый газ, который образуется от сгорания сернистых компонентов топлива, и тетраэтилсвинец. В природном газе серы, как правило, нет, а поэтому в выхлопах газового двигателя нет ни сернистого газа, ни соединений свинца. В отработанных газах бензинового двигателя из‑за неполного сгорания топлива содержится и окись углерода (СО) – токсичное для человека вещество. И газовые, и бензиновые автомобили выбрасывают в атмосферу одинаковое количество углеводородов. Для здоровья человека опасны не сами углеводороды, а продукты их окисления.

Двигатель, работающий на бензине, выбрасывает сравнительно легко окисляющиеся вещества – этил и этилен, а газовый двигатель – метан, который из всех предельных углеводородов наиболее устойчив к окислению. Поэтому углеводородный выброс газового автомобиля менее опасен. Газ как моторное топливо не только не уступает бензину, но и превосходит его по своим свойствам.

Двигатель внутреннего сгорания автомобиля работает по классическому четырехтактному циклу. Газообразная смесь воздуха и топлива всасывается в цилиндр двигателя, сжимается поршнем, воспламеняется искрой, давит на поршень и двигает шатунный механизм, а затем выбрасывается из цилиндра. Чем сильнее можно сжать топливо без возникновения детонации, тем больше мощность двигателя. Антидетонационную способность топлива определяют октановым числом. Чем оно выше, тем лучше топливо. Среднее октановое число природного газа (105) недостижимо для любых марок бензина.

Двигатель внутреннего сгорания работает на смеси воздуха и распыленного топлива. Для воспламенения смеси нужна определенная концентрация топлива. Газ по сравнению с бензином горит при меньших концентрациях, то есть при более «бедных» смесях. В случае повышения концентрации газа и обогащения смеси можно добиться увеличения мощности двигателя. Обедняя смесь, напротив, можно понизить мощность.

Возникает возможность изменением состава смеси регулировать мощность двигателя: газ как топливо значительно «послушнее» бензина. Эксплуатация показала, что автомобили на газе более выносливы – в полтора-два раза дольше работают без ремонта. При сгорании газа образуется меньше твердых частиц и золы, вызывающих повышенный износ цилиндров и поршней двигателя. Кроме того, масляная пленка дольше держится на металлических поверхностях – ее не смывает жидкое топливо, и, наконец, газ практически не вызывает коррозии металла. Несмотря на многочисленные достоинства природного газа, закрывать заправочные станции и выбрасывать бензиновые канистры еще рано.

Автомобиль на водороде. Пора ли прощаться с бензином? / Блог компании Toshiba / Хабр

Привет, Хабр! К нашей прошлой статье о водородной энергетике вы написали очень интересные и справедливые комментарии, ответы на которые вы сможете найти в этом материале, посвященном использованию водорода в автомобилях.

Действительно, в сравнении с бензином водород — одна сплошная проблема: его очень трудно хранить и непросто получать, он взрывоопасен, а водородные автомобили в разы дороже бензиновых. Но при этом водород считается наиболее перспективным видом альтернативного топлива для транспорта. К тому же, на производство водородных автомобилей инвесторы готовы тратить многомиллиардные инвестиции.

Приговор бензину уже подписан

Согласно последнему отчету BP Statistical Review of World Energy 2018, мировые разведанные запасы нефти составляют 1,696 млрд баррелей, чего при сохранении текущего уровня потребления хватит лет на пятьдесят. Неразведанные запасы нефти, предположительно, дадут нам еще полвека углеводородной энергетики, но и стоимость ее добычи может оказаться такой, что нефть попросту станет невыгодна в сравнении с другими источниками энергии. Когда месторождения с удобной добычей истощатся, цена на сырье автоматически пойдет вверх: если сейчас стоимость добычи барреля в России некоторыми оценивается в 2-3 доллара (по альтернативным оценкам, в 18 долларов), то для сланцевой нефти это уже 30-50 долларов. А впереди у человечества реальная перспектива перейти на добычу шельфовой и арктической нефти, цена которой будет еще выше.

Всплеск интереса к электротранспорту в 70-х годах XX века возник как раз на фоне скачкообразного роста цен на нефть из-за политического кризиса — недостатка в сырье не было, но четырехкратный рост цен мгновенно сделал бензиновые автомобили и нефтяную энергетику роскошью.

А еще на пути бензиновых авто встали более спорные препятствия — забота об экологии в городах и странах, где автомобильный выхлоп стал проблемой. Из-за этого, например, Германия приняла резолюцию о запрете производства автомобилей с ДВС с 2030 года. Франция и Великобритания обещают отказаться от углеводородного топлива до 2040 года. Нидерланды — до 2030 года. Норвегия — до 2025 года. Даже Индия и Китай рассчитывают запретить продажи дизельных и бензиновых авто с 2030 года. Париж, Мадрид, Афины и Мексика запретят к использованию дизельные машины с 2025 года.

Сжигание водорода в ДВС

Сжигание водорода в обычном двигателе внутреннего сгорания кажется самым простым и логичным способом применения газа, ведь водород легко воспламеняется и сгорает без остатка. Однако из-за разницы в свойствах бензина и водорода перевести ДВС на новый вид топлива оказалось не так-то просто. Сложности возникли с долгосрочной эксплуатацией движков: водород вызывал перегрев клапанов, поршневой группы и масла, из-за втрое большей, чем у бензина, теплоты сгорания (141 МДж/кг против 44 МДж/кг). Водород неплохо показывал себя на низких оборотах движка, но при росте нагрузки возникала детонация. Возможным решением проблемы была замена водорода на бензиново-водородную смесь, концентрация газа в которой динамически уменьшалась по мере роста оборотов двигателя.

Двухтопливная BMW Hydrogen 7 в кузове E65 сжигает водород в ДВС вместо бензина
Источник: Sachi Gahan / Flickr

Одним из немногих серийных автомобилей, где водород сжигался в ДВС подобно другому топливу, стал BMW Hydrogen 7, вышедший всего в 100 экземплярах в 2006–2008 годах. Модифицированный шестилитровый ДВС V12 работал на бензине или водороде, переключение между видами топлива происходило автоматически.

Несмотря на успешное решение проблемы перегрева клапанов, на этом проекте все равно поставили крест. Во-первых, при сжигании водорода мощность двигателя падала примерно на 20% — с 260 л. с. на бензине до 228 л. с. Во-вторых, 8 кг водорода хватало всего на 200 км пробега, что в разы меньше, чем в случае с дизельными элементами. В-третьих, Hydrogen 7 появился слишком рано — когда «зеленые» автомобили еще не были так актуальны. В-четвертых, ходили упорные слухи, что Агентство по охране окружающей среды США не разрешило называть Hydrogen 7 автомобилем без вредного выхлопа — из-за особенностей работы ДВС, частицы моторного масла попадали в камеру сгорания и там воспламенялись вместе с водородом.

Mazda RX-8 Hydrogen RE — тот случай, когда водород загубил всю динамику роторного двигателя. Источник: Mazda

Еще раньше, в 2003 году, была представлена двухтопливная Mazda RX-8 Hydrogen RE, добравшаяся до заказчиков только к 2007 году. При переходе на водород от мощности легендарного роторного RX-8 не оставалось и следа — мощность падала с 206 до 107 л. с., а максимальная скорость — до 170 км/ч.

BMW Hydrogen 7 и Mazda RX-8 Hydrogen RE были лебединой песней водородных ДВС: к моменту появления этих автомобилей стало окончательно ясно, что куда эффективней использовать водород в давно известных топливных элементах, чем просто жечь.

Топливные элементы в автомобилях

Первым успешным экспериментом по созданию транспортного средства на водородном топливном элементе можно считать трактор Гарри Карла, построенный в 1959 году. Правда, замена дизеля на топливный элемент снизила мощность трактора до 20 л. с.

В последние полвека водородный транспорт выпускался в штучных экземплярах. Например, в 2001 году в США появился автобус Generation II, водород для которого производился из метанола. Топливные элементы создавали мощность до 100 кВт, то есть около 136 л. с. В том же году российский ВАЗ представил «Ниву» на водородных элементах, известную под именем «Антэл-1». Электродвигатель выдавал мощность до 25 кВт (34 л. с.), разгонял авто максимум до 85 км/ч и на одной заправке работал 200 км. Единственный произведенный автомобиль остался «лабораторией на колесах».

Российский автомобиль на водородных топливных элементах — в то время технологии ушли дальше дизайна. Источник: «АвтоВАЗ»

В 2013 году Toyota встряхнула автомобильный мир, представив модель Mirai на водородных топливных элементах. Уникальность ситуации была в том, что Toyota Mirai был не концепт-каром, а готовым к серийному производству автомобилем, продажи которого начались уже год спустя. В отличие от электромобилей на аккумуляторах, Mirai сама вырабатывала электричество для себя.

Toyota Mirai. Источник: Toyota

Электродвигатель переднеприводной Mirai имеет максимальную мощность 154 л. с., что немного для современного электромобиля, но весьма неплохо в сравнении с водородными авто прошлого. Теоретический запас хода на 5 кг водорода составляет 500 км, фактический — около 350 км. Tesla Model S по паспорту может пройти 540 км. Вот только на заправку полного бака водорода уходит 3 минуты, а батарея Tesla заряжается до 100% за 75 минут на станциях Tesla Supercharger и до 30 часов от обычной розетки на 220 В.

Постоянный ток из 370 водородных топливных элементов Mirai преобразуется в переменный, а напряжение увеличивается до 650 В. Максимальная скорость машины достигает 175 км/ч — немного в сравнении с углеводородным топливом, но более чем достаточно для повседневной езды. Для запаса энергии используется никель-металл-гидридный аккумулятор на 21 кВт∙ч, в который передаётся избыток от топливных элементов и энергия рекуперативного торможения. Учитывая японские реалии, при которых населённые пункты могут в любой момент пострадать от землетрясения, в багажнике Mirai 2016-го модельного года установлен разъем CHAdeMO, через который можно организовать электроснабжение небольшого частного дома, что делает автомобиль генератором на колёсах с предельной ёмкостью 150 кВт∙ч.

Кстати, всего за несколько лет Toyota удалось значительно уменьшить массу генератора: если в начале века в прототипах он весил 108 кг и выдавал 122 л. с., то в Mirai топливный элемент вдвое компактней (объем 37 литров) и весит 56 кг. Справедливо будет прибавить к этому 87 кг топливных баков.

Для сравнения, популярный современный турбомотор Volkswagen 1.4 TSI схожей с Mirai мощностью 140–160 л.с. славится своей «лёгкостью» благодаря алюминиевой конструкции — он весит 106 кг плюс 38–45 кг бензина в баке. Кстати, батарея Tesla Model S весит 540 кг!

За 4 км пробега Mirai вырабатывает только 240 мл дистиллированной, относительно безопасной для питья воды — энтузиасты, пробовавшие «выхлоп» Mirai, сообщали только о лёгком привкусе пластика.

Пить воду, слитую из Mirai, безопасно, хотя сперва зрелище шокирует

В Toyota Mirai установлено сразу два бака для водорода на 60 и 62 литра, в сумме вмещающих 5 кг водорода под давлением 700 атмосфер. Toyota разрабатывает и производит водородные баки самостоятельно вот уже 18 лет. Бак Mirai сделан из нескольких слоёв пластика с углеволокном и стеклотканью. Использование таких материалов, во-первых, повысило стойкость хранилищ к деформации и пробитию, а, во-вторых, решило проблему наводораживания металла, из-за которого стальные баки теряли свои свойства, гибкость и покрывались микротрещинами.

Строение Toyota Mirai. Спереди расположен электродвигатель, топливный элемент спрятан под водительским сидением, а под задним рядом и в багажнике установлены баки и аккумулятор. Источник: Toyota

Каковы перспективы?

По оценкам Bloomberg, к 2040 году автомобили будут потреблять 1900 тераватт-час вместо 13 млн баррелей в сутки, то есть 8% от спроса на электричество по состоянию на 2015 год. 8% — пустяк, если учесть, что сейчас до 70% добываемой в мире нефти уходит на производство топлива для транспорта.

Перспективы рынка аккумуляторных электромобилей куда более явные и впечатляющие, чем в случае с водородными топливными ячейками. В 2017 году рынок электромобилей составлял 17,4 млрд долларов, в то время как водородный автомобильный рынок оценивался в 2 млрд долларов. Несмотря на такую разницу, инвесторы продолжают интересоваться водородной энергетикой и финансировать новые разработки.

Примером тому является созданный в 2017 году «Водородный совет» (Hydrogen Council), включающий 39 крупные компании, таких как Audi, BMW, Honda, Toyota, Daimler, GM, Hyundai. Его целью является исследование и разработка новых водородных технологий и их последующее внедрение в нашу жизнь.

Воду вместо бензина на любое авто / личный блог Prist / smotra.ru

Все началось с того что я увидел этот ролик

начал пробивать,залез к ним на сайт,узнаю что можно в машину вставить такой прибор,который из воды вырабатывает водород,на котором авто и едет

как я понял генератор hho расщипляет воду на атомы которые и попадают в двс вместо бензина

вот что еще я прочитал на их сайте

На данный момент технология WES строго засекречена, но специалисты компании Genepax все-таки поделились некоторыми основными эксплуатационными моментами, рассказав о сути и принципе работы революционного автомобиля. В основе секрета правильного функционирования нового двигателя лежит принцип мембранного блока электродов (MEA), разработанный компанией Genepax, который выполняет главную основополагающую функцию – расщепление воды на атомы водорода и кислорода посредством химической реакции. По сути, автомобиль питается исключительно водородом, полученным химическим путем благодаря системе MEA, которая устанавливается непосредственно в систему подачи топлива. Ну и что в этом революционного? – спросите Вы, ведь не малое количество автопроизводителей уже занимаются активным внедрением в производство автомобилей, построенных по такому же концепции — автомобилей, питающиеся водородом. Принципиальное отличие технологии компании Genepax от других водородо-потребляющих представителей состоит в том, что японцы не используют в своем автомобиле специальный резервуар или контейнер для хранения взрывоопасного водородного топлива, в нем не применяется даже обыкновенный катализатор, в устройстве также не применяются какие-либо редкие и дорогие металлы. Кроме того, в отличие от топливных систем DMFC (direct methanol fuel cells), разработанный компанией Genepax принцип не делает диоксид углерода побочным продуктом в настоящей топливной системе, что означает, что уровень эмиссии CO2 будет равен нулю. К тому же, производитель заявляет, что ресурс такого автомобиля будет намного больше водородных аналогов, а все благодаря отсутствию катализатора и хорошей защищенности топливной стороны электрода.
В это сложно поверить, но компания уже выпустила и обнародовала специальные батареи для топливной системы мощностью 120W и 300W. На пресс-конференции представители компании продемонстрировали 120-Ватную модель, которую привели в действие специальным насосом. Заведясь, автомобиль был готов к эксплуатации, его топливная система стала работать в пассивном режиме. Напряжение топливного элемента составляет 25V-30V. Поскольку самый маломощный 120W блок состоит из 40 последовательно соединенных металлических ячеек, получается, что каждая ячейка выдает мощность равную 3W (и выше, в зависимости от модификации), ее активное напряжение равно 0. 5V-0.7V, а сила тока 6-7A. Область действия одной ячейки 10см. х 10см., соответственно плотность составляет не больше 30mW/cм2.
Первоначально производитель предполагал создать 500W систему, но в процессе разработки достиг лишь максимальных 300W. В ближайших планах Genepax разработать класс блоков 1kW, которыми будут оснащаться уже транспортные средства общего пользования, а также подобные системы найдут свое применение в качестве источника питания для жилых домов. Вместо того чтобы использовать разработанную революционную концепцию на всех электромобилях, компания Genepax согласна применять свои устройства на других автомобилях, но только в качестве генератора для зарядки аккумулятора.

Президент компании Хирасава Кийоши (Hirasawa Kiyoshi) на пресс-коференции заявил журналистам, что “инженерам Genepax удалось преуспеть в создании такого блока-преобразователя, который способен трансформировать и разлагать воду на составляющие элементы. Я понимаю, что созданный нами принцип подобен механизму, с помощью которого получают водород путем слияния металлического гидрида с водой, однако смею вас уверить в том, что наша технология более совершенна и способна производить водород в течение более длительного времени”.

Вот еще одно видео,наших умельцев

идея не нова,но всеже хотелось узнать,может кто уже делал такую весчь,а то бензин душит
если кто сталкивался,то буду рад ответам,скачал литературы правда почти вся на английском

АВТОМОБИЛЬ БУДУЩЕГО – Огонек № 44 (4475) от 03.11.1996

Тема номера

Всего в 1995 году в России было произведено 1 019 025 автомобилей, из них 835 119 легковых. В личной собственности россиян находится 13 688 000 легковушек. Во-первых, по сравнению с развитыми странами — мизер. Во-вторых, подавляющее большинство этих машин — морально и физически устаревшие экземпляры. Впрочем, мы давно свыклись с мыслью о том, что Россия навсегда утеряла статус автомобильной державы. И даже «законодатель автомобильной моды» — ВАЗ плачет горькими слезами над своим убожеством.

Современный лимузин — это концентрированная цивилизация, в нем собраны лучшие достижения практически всех отраслей науки и технологии: химической промышленности, нефтедобычи и нефтепереработки, металлургии, машиностроения и металлообработки, электронной промышленности, новейших принципов компьютеризации и космической связи. Со всем этим в России плохо. Но вот по части новых идей…

Мы, люди, окруженные компьютерами и телевизорами, привыкли к всемогуществу электроники. Кажется, эра механики прошла еще во времена Ньютона. Между тем резервы «простых» железок отнюдь не исчерпаны. Более того, именно изобретение механических устройств порой дается сложнее всего. Автомобиль — вещь по преимуществу механическая. И, возможно, его коренное переустройство будет связано не с ожидаемыми электронно-компьютерными наворотами, а именно с прецизионной механикой, придуманной в том числе в России.

---

НЕТ, НЕТ, МЫ ХОТИМ СЕГОДНЯ!

Автомобиль будущего делается уже сейчас

Козявка

Сохраняется тенденция миниатюризации городского автомобиля при сохранении на нем всех прибамбасов, обеспечивающих комфорт в большом автомобиле. Даже «Мерседес», державшийся дольше всех, сдался: разработал и выпустил маленькую машинку, модель F-200. Автомобильные традиционалисты были шокированы. Еще бы, маленький «Мерседес» — это все равно что огромный «Запорожец».

Типичным успешным представителем маленьких городских машинок является фордовская «Ка» (не путать с автомобилем «Ока»), похожая на пузатую карамельку. Ка — это египетский дух, обитающий в живых и неживых предметах, некая жизненная сила. Быстро поставив на конвейер в Испании, «Кашку» уже продают в Германии. Не сказать, чтоб совсем уж дешево — 16 750 марок.

Дизайн кузова — каплевидный, заостренным концом вперед. Чтобы никто не подумал, будто крошечные колеса «Ка» сняты с игрушечного автомобиля, над ними вздымаются мощные пластиковые округлости. Основная идея создателей была такова: сделать маленький городской автомобильчик, который, тем не менее, позволял бы его владельцу путешествовать по загородным трассам с тем же комфортом, как и большой. Даже окраска у карапузика, как у большой машины, — черные, серые, болотно-зеленые тона. Опять-таки для солидности, чтоб не принимали за игрушку на дороге. Маленьким машинкам строгие краски очень идут. Даже «Таврия» в сером металлике смотрится совсем по-другому. Так что никаких оранжевых и желтых цветов, отдающих самоиронией. Серьезный автомобиль для серьезного человека. Пусть и маленький.

Икар XX века

Канадец Пол Мюллер с детства мечтал о летающем автомобиле, которому не страшны ни городские пробки, ни бездорожье, ни речные переправы. Причем Пол мечтал наладить серийное производство. И ему это практически удалось.

Он сконструировал четырехметровый лимузин с двумя турбинами, хвостовым оперением и назвал его «Скайкар М-400». Помещается машина в обыкновенном гараже. А взлетает без разбега, вертикально вверх. При этом затрачивая 20 литров на 100 км. Что ж, вполне по-божески, на уровне хорошего внедорожника. Бензина в баке хватает на 500 — 600 км полета в зависимости от того, попутный ветер или встречный.

Изобретатель считает, что машина особенно подойдет тем, кто живет в 200 — 300 км от работы. Долетел до города, а дальше можно ехать в режиме обычного автомобиля. После 15-летней работы в различных университетах Калифорнии Мюллер основал процветающий автомобильный концерн, у которого уже есть 20 филиалов.

Инвестиционный капитал для производства Мюллер собрал по подписке: на экзотическую новинку клюнули многие и многие — звезды рока и попа (в их числе Майкл Джексон), нефтяные и промышленные магнаты, туристические агентства, японские банкиры. Стоит такой автомобиль под миллион долларов, до отказа забит радарами. Электроникой связан с системой глобального навигационного наведения с помощью спутниковой связи. Машина летает в режиме автопилота, в полете управляется двумя рычагами наподобие джойстиков и несколькими кнопками. Есть специальная автоматическая система, следящая за расхождением в небе с другими летательными аппаратами. В случае экстренной необходимости она берет на себя управление аппаратом. Наконец, «Скайкар» оборудован парашютом, который сажает не только одного автолюбителя, но и весь автомобиль. Мало ли, вдруг бензин кончится…

Золотой двигатель

Поворачивается ключ зажигания. Что такое? Почему не заводится? Аккумулятор сел? Хотя нет. Если прислушаться, слышно тихое жужжание. Что у нее там под капотом, черт побери?! А ну-ка… Нажимаешь на педаль газа, и двухтонная машина бесшумно трогается, легко ускоряя ход. Где надрывный рев двигателя на высоких оборотах? Так, судя по рывку, кажется, включилась вторая передача. Ждем третью. Ну где же она? Неужели всего две передачи? Что же у нее там под капотом?..

Под капотом так называемые топливные элементы. Это миниатюрная химическая фабрика размером с чемодан. В платиновых и палладиевых мембранах, на которые подаются кислород и водород из баллонов, производится электрический ток. Он приводит в действие электромотор, он и крутит колеса. Вместо выхлопных газов — капли теплой воды.

Фирма «Даймлер-бенц» бьется над разработкой машины на топливных элементах уже 25 лет. Сначала мембранные батареи весили пару тонн и занимали кузов грузовичка, который, кроме самого себя, ничего возить не мог. Этот грузовичок был в 1994 году. Теперь вот, всего за два года, двигатель уменьшился до размеров чемодана. Правда, баллоны с кислородом и водородом пришлось расположить на крыше легковушки наподобие багажника. Баллоны легкие, пластиковые, выглядят красиво, дешевы. Заправка занимает десять минут. Много, конечно, по сравнению с бензиновым двигателем, но уже вполне сопоставимо. В принципе проблема экологичного двигателя решена. Но только в принципе. Потому что цена, цена! Если бы он был сделан из золотых пластин, и то был бы дешевле!

Принцип топливных элементов — непосредственного перевода энергии химической реакции в электрический ток — известен уже полтора века. Топливно-элементный двигатель эффективнее теплового, его КПД выше (55% против 40%). Вот только где набрать столько водорода? Его получают путем электролиза или переработки природного газа. Но и то и другое требует таких энергозатрат, которые сводят на нет всю затею. Да еще проблемы хранения опасного газа, заправки сжиженным водородом. Нет, нереально. Поняв это, специалисты «Даймлер-бенца» распростились с экологическими иллюзиями и подыскали компромиссный заменитель — спирт метанол.

---

ДОРОГА В ЗАВТРА

По молчаливому уговору все уже согласились, что в области автомобилестроения мы отстали навсегда. Правительство тихой сапой, не афишируя пристрастий, пересело с отечественных машин на зарубежные. Действительно, все, что мы делаем руками, никуда не годится. Тем не менее никто не спорит, что головой в России работать умеют. Институты продолжают работать и выдавать никому не нужные и никем не финансируемые идеи. Головной автомобильный институт России (НАМИ) тоже пыжится из последних сил, привычно поскуливая о недостатке денег…

Специалисты института не берутся предсказывать внешнюю форму автомобиля будущего. Лишь констатируют, что общемировая тенденция к достижению большей обтекаемости пока сохраняется. Если так пойдет и дальше, все легковушки станут напоминать яйцо, а грузовики — огурец. Впрочем, у американцев свои вкусы а-ля Дикий Запад. Они никак не могут отказаться от монструозных грузовиков с гигантским капотом, паровозными выхлопными трубами и кучей хромированных финтифлюшек. Так что внешний вид — дело вкуса.

Зато совершенно ясно другое — автомобиль все больше и больше становится пластмассовым. Стеклонаполненные полимеры вытесняют сталь и алюминий. Они и легче, и по прочности не уступают металлу, и дешевле. Не ржавеют опять же. Хорошо держат тепло. Так что стальной конь становится все менее стальным.

Во всем мире проводятся бесчисленные эксперименты с разными заменителями бензина и солярки (метанол, спирт, вода, газ). Следует обратить внимание на бразильский опыт. Более 90% бразильских машин ездят на спирте. Бразильцы пошли на это не от хорошей жизни и не из-за желания сберечь природу переходом на менее токсичное топливо (облегчение экологической ситуации в крупных городах было для них просто приятным дополнением). Дело в том, что своего бензина в Бразилии нет, а сахарного тростника, из которого можно гнать спирт, полно. Надо сказать, выигрыш оказался весьма спорным: во-первых, потребовались специальные добавки в топливо, во-вторых, двигатель потерял в мощности и приемистости, в-третьих, от спирта двигатели быстрее корродируют и выходят из строя. Правда, не обошлось без кризисов. Когда подскочила мировая цена на сахар, владельцы предприятий по переработке сахарного тростника стали продавать его за границу, а Бразилия испытала жуткий дефицит топлива. Пришлось скупать водку и самогон у населения. Однако и на нефтяном рынке бывают кризисы. А с точки зрения стратегической спирт выгоднее, поскольку нефть — невозобновимый ресурс, а тростник — возобновимый. В настоящее время экспериментируют с добычей спирта из кукурузы, кокосов, сои, подсолнечника, маниоки, бамбука, мандаринов, орехов, сорняков. Наиболее перспективно выглядит иерусалимский картофель. В Бразилии он дает три урожая в год, выход спирта с той же посевной площади в 3 — 4 раза выше, и, соответственно, себестоимость ниже.

---

ДОРОЖНЫЕ КРОШКИ

Фирма «Мерседес» намерена вскоре продемонстрировать «слушающую» машину. Водитель сможет отдавать своему лимузину команды голосом. Уже сейчас некоторые автомобили голосом предупреждают водителя о непристегнутых ремнях, информируют о скорости машины. Приятно в дальней дороге поболтать о том, о сем.

Японцы начали делать автомобильные крылья из сплава с памятью формы. После аварии водитель приезжает в автосервис, механик нагревает крыло паяльной лампой, и оно само восстанавливает прежнюю, доаварийную форму. Остается только покрасить.

Вскоре спастись от шума городского можно будет только в личном автомобиле. И дело не только в улучшенной звукоизоляции кузова. Западные фирмы испытывают новую антишумовую систему. Специальный микрофон, расположенный в подкапотном пространстве, записывает шум двигателя. Сигнал, пройдя через электронное устройство, обрабатывается и подается на специальный динамик, расположенный также под капотом. Но только подается в противофазе, что почти полностью подавляет шум мотора. Тот же динамик можно использовать и для имитации шума спортивной машины с мощным двигателем.

На шведский рынок поступил аппарат, который держит водителя в бодрствующем состоянии. Каждые пять минут он прерывает музыку в радиоприемнике и выдает через динамики четыре разных звука, которые своей какофонией взбудораживают водителя. Шведам удалось найти наилучшую для бодрствования комбинацию тонов и интервалов между звуками.

---

ПОРОКИ НЕПРЕЗИДЕНТСКОГО СЕРДЦА

Российские ученые сделали изобретение,

которое совершит революцию в автомобилестроении

Чаще всего двигатель работает с недогрузкой, со средней мощностью в десять раз меньше расчетной. Ведь проектируют его на скоростную езду по шоссе, а он дергается в городских пробках. Автомобиль зря жжет топливо и зря портит окружающую среду. Причем на холостых и низких оборотах выхлоп особенно ядовит.

Зачем же конструкторы сознательно закладывают такой избыток мощности? Для резких разгонов, которые обеспечивают безопасные обгоны. А нельзя ли сделать так, чтоб маломощный двигатель работал все время в одном, экономичном, режиме, но при этом автомобиль мог стартовать со светофора так, как любят «новые русские», — с визгом шин и черными полосами на асфальте?

Режим движения реального автомобиля складывается из циклов «разгон-торможение». Не успеет машина набрать скорость, как приходится энергию движения автомобиля переводить в бездарное тепло, истирая тормозные колодки перед очередным светофором. А можно эту энергию не терять безвозвратно, а где-то скапливать, чтобы потом использовать для ускорения машины? Такой накопитель энергии в принципе существует. Это маховик.

Небольшой маховик, вращающийся в вакуумной камере, будет собирать энергию двигателя и по мере надобности передавать ее на колеса. Машина работает «в режиме холодильника»: накопилась энергия в маховике — выключился двигатель; ушла энергия из маховика на движение автомобиля — новый запуск двигателя для подкрутки маховика.

На стоящем автомобиле с выключенным двигателем такой маховик может по инерции вращаться сутками. Для России это вообще трудно переоценить: ведь практически исчезают все трудности с зимним запуском двигателя. энергии, запасенной в маховике, с избытком хватит на запуск нескольких моторов!

Маховик может работать рекуператором энергии. Машина тормозит, и ее кинетическая энергия не теряется, а переходит в энергию убыстряющегося маховика. А потом снова используется для разгона.

Но если о маховиках все давно знают, почему же гибридные (ДВС+маховик) автомобили не ездят по миру? Потому что до последнего времени это было невозможно: не существовало в природе соответствующего привода от бешено вращающегося маховика на колеса.

А теперь есть. Сейчас такой привод (он называется бесступенчатый дисковый вариатор) и концепция гибридного двигателя как раз патентуются в России. Авторы — доктора технических наук Н. Гулиа и А. Западинский. Не раскрывая ноу-хау и не залезая в технические детали, скажем лишь, что новоиспеченный вариатор работает на эффекте стекленеющей смазки, которая при больших давлениях приобретает как бы свойства стекла, передавая момент вращения. Кстати, вариатор Гулиа можно использовать уже сейчас вместо существующих автоматических коробок передач. Он гораздо экономичнее, компактнее и работает не в пример плавнее нынешних «автоматов».

Как всегда это бывает, изобретение наверняка будет сначала внедрено на Западе, а мы лет через десять начнем перегонять из Германии подержанные тачки с гибридной силовой установкой. Интересно, какие тогда будут пошлины?

---

«МЕРСЕДЕС» ПОД СУД?

Благородный английский «Ягуар-соверен» мчится по автобану, ведущему в Бонн. На спидометре 120 км/час. Машина как машина. Но почему женщина за рулем сидит скрестив ноги, как в кинотеатре?

Испытания интеллектуальных машин в Германии уже находятся в той стадии, когда опытные образцы в количестве 80 штук ездят по обычным дорогам с обычными водителями. Новейшее поколение автомобилей умеет тормозить, разгоняться, держать дистанцию и скорость. Собственно, машины уже готовы к серийному производству. Дело теперь не в технике, дело в водителе. Хочет ли он ездить на такой машине, нужно ли ему это?

«Даймлер-Бенц» считает, что этот свехкомфорт необходим водителю. А фирма «БМВ», выпускающая агрессивные автомобили для людей резких, любящих сам процесс управления, считает, что водитель должен рулить сам.

Вместе с техническим прогрессом возникают и новые юридические коллизии. Например, кто будет отвечать, если «умный автомобиль» кого-то задавит из-за сбоя в программе? Германские юристы считают, что виноват будет поставщик или производитель машины.

Система повышает безопасность движения — 82,5%
Система снижает безопасность движения — 5%
Никакого влияния на безопасность — 12,5%

Система повышает комфортабельность вождения — 75%
Система снижает комфортабельность вождения — 8%
Никакого влияния на комфортабельность — 17%

Тему номера готовили:
Александр НИКОНОВ, Сергей СВИСТУНОВ, Евгений СОБОЛЕВ

Фото AFP, Focus, НАМИ

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.

Могут ли автомобили использовать воду в качестве топлива?

Уважаемый EarthTalk! Я слышал, что автомобили можно модифицировать для работы на воде. Как это возможно?
— Дайан МакМоррис, Рокпорт, ME

Существует ряд маркетинговых онлайн-предложений комплектов, которые превратят вашу машину в «работающую по воде», но к ним следует относиться скептически. Эти комплекты, которые прикрепляются к двигателю автомобиля, используют электролиз для разделения воды (h3O) на составляющие молекулы — водород и кислород — и затем вводят полученный водород в процесс сгорания двигателя, чтобы привести автомобиль в действие вместе с бензином.По их словам, это делает бензин более чистым и полным, что делает двигатель более эффективным.

Но эксперты говорят, что уравнение энергии для этого типа систем на самом деле совсем неэффективно. Во-первых, в процессе электролиза для работы используется энергия, такая как домашнее электричество или бортовой автомобильный аккумулятор. Таким образом, по законам природы система использует больше энергии для производства водорода, чем может дать сам образующийся водород, по словам доктора Фабио Кьяры, ученого-исследователя в области альтернативного горения из Центра автомобильных исследований Университета штата Огайо.

Более того, по словам Кьяры, количество парниковых газов, производимых автомобилем, «будет намного больше, потому что задействованы два процесса сгорания [бензин и водород]». Наконец, есть соображения безопасности для потребителей, которые устанавливают эти устройства в свои автомобили. «H3 — легковоспламеняющийся и взрывоопасный газ», — говорит он, и для его установки и использования потребуется особая осторожность.

Процесс электролиза мог бы быть жизнеспособным для экономии энергии, если бы для его питания можно было использовать возобновляемые, экологически чистые источники энергии, такие как солнечная или ветровая, хотя захват достаточного количества этого источника энергии на борту автомобиля было бы еще одним препятствием.

Сегодня исследователи уделяют больше внимания использованию водорода для питания топливных элементов, которые могут заменить двигатели внутреннего сгорания для двигателей автомобилей и выбрасывать только воду из выхлопной трубы. И хотя водород горюч и может приводить в действие двигатель внутреннего сгорания, использование водорода таким образом приведет к потере его лучшего потенциала: для питания топливных элементов.

Автомобили на водородных топливных элементах набирают обороты, но коммерциализация водородного топлива еще не завершена. «Потенциальные преимущества топливных элементов значительны», — говорят исследователи из U.Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики США. «Однако, прежде чем системы топливных элементов станут конкурентоспособной альтернативой для потребителей, необходимо преодолеть множество проблем».

В штате Калифорния действует программа «Водородная магистраль», которая поддерживает развитие технологий и инфраструктуры водородных топливных элементов. И многие компании работают над способами производства, хранения и распределения водорода. Автомобили, работающие на топливных элементах, сейчас находятся на стадии опытных образцов, близятся к производству.

Пока мы все ждем, чтобы увидеть, как это изменится, лучшим выбором сегодня для большого пробега и низкого уровня выбросов по-прежнему остается бензиновый / электрический гибридный автомобиль.

КОНТАКТЫ : Центр автомобильных исследований, http://car.eng.ohio-state.edu; NREL, www.nrel.gov; Калифорнийское водородное шоссе, www.hydrogenhighway.ca.gov.

ОТПРАВЛЯЙТЕ ЗАПРОСЫ ПО ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ НА: EarthTalk , P.O. Box 5098, Westport, CT 06881; [email protected].Прочтите предыдущие колонки по адресу: www.emagazine.com/earthtalk/archives.php. EarthTalk теперь книга! Подробная информация и информация для заказа: www.emagazine.com/earthtalkbook.

Вода не топливо

Милан, Италия — 28 мая 2018: Гибридный автобус Mercedes-Benz Citaro FuelCell на улице. Этот автомобиль … [+] — один из первых в мире водородных автобусов на топливных элементах. Эта модель оснащена топливным элементом, который вырабатывает электричество в результате химической реакции между водородом и кислородом, чтобы привести в действие двигатель, приводящий в движение транспортное средство. В будущем водород заменит бензин в качестве топлива. Фотография: Getty

Гетти

Каждую неделю я получаю пресс-релизы о «революционных технологиях» в энергетическом пространстве. Количество этих технологий, которые в конечном итоге меняют правила игры, почти равно нулю, но я не сразу игнорирую такие заявления, если только они явно не нарушают законы науки.

Тем не менее, я, естественно, настроен скептически, пока не убедился в обратном.

Так было на этой неделе, когда я получил пресс-релиз от австралийско-израильского стартапа Electriq ~ Global.В пресс-релизе говорилось в части:

Австралийско-израильская компания Electriq ~ Global и голландская компания Eleqtec заключили соглашение о запуске технологии производства топлива на водной основе Electriq ~ Global в Нидерландах. Вместе они планируют запустить перерабатывающие заводы Electriq ~ Fuel и внедрить приложения eMobility для грузовиков, барж и мобильных генераторов.

Состоящий на 60% из воды, Electriq ~ Fuel радикально меняет правила игры в области энергетики с нулевым уровнем выбросов. Инновационное топливо представляет собой экономичную альтернативу батареям и сжатому водороду.По сравнению с решениями для хранения экологически чистой энергии, такими как литий-ионные батареи или сжатый водород, Electriq ~ Global обеспечивает больший запас хода при более низкой стоимости. Потенциал плотности энергии этой технологии до 15 раз выше, чем у электрических батарей, которые в настоящее время используются в электромобилях ».

Когда в заявлении говорится, что вода используется в качестве топлива, это всегда увеличивает мой скептицизм. Но я ответил на этот конкретный пресс-релиз и сказал им, что мне понадобится дополнительная информация, прежде чем действовать в соответствии с пресс-релизом:

Мне нужно знать некоторые детали, от которых они, вероятно, не хотят отказываться.Например, сама вода не может быть топливом. Это продукт горения. Единственный способ превратить его в топливо — это где-то добавить энергии. Я мог вскипятить воду и превратить ее в пар. Я мог электролизовать воду, чтобы получить водород. Я мог бы добавить что-нибудь (например, металлический натрий), который будет реагировать с водой с образованием водорода. Но каждый из этих шагов включает добавление энергии в систему ».

Это загвоздка любой из этих систем, которые, по-видимому, полагаются на воду в качестве топлива. Вода не может быть топливом, как углекислый газ не может быть топливом.Это продукты сгорания. Оба они могут быть превращены в топливо или в энергоносители, но это требует дополнительных затрат энергии. (В случае гидроэнергетики природа добавила эти энергозатраты). А законы термодинамики требуют, чтобы затраты энергии на создание топлива всегда были больше, чем энергия, которую вы получаете обратно при использовании этого топлива.

Например, я могу создать водород из воды, пропустив через нее электричество. Затем я могу сжечь этот водород для получения энергии, но он всегда будет меньше, чем количество энергии, которое я потратил на производство водорода.

Например, может потребоваться четыре британских тепловых единицы (БТЕ) ​​электроэнергии для создания трех БТЕ водорода из воды. Есть случаи, когда это экономически оправдано, но вы хотите быть уверены, что четыре начальных BTU, которые использовались, не могли быть использованы для питания конечного приложения. Как правило, более эффективно использовать четыре БТЕ электроэнергии для приведения в действие транспортного средства, чем преобразовывать их в три БТЕ водорода для питания транспортного средства.

Я получил ответ, но это был всего лишь пресс-кит, в котором были подробно описаны некоторые детали.Пресс-кит признал, что вода «реагирует» с катализатором с образованием водорода. В качестве придирки катализатор увеличивает скорость химической реакции, но сам по себе не расходуется на нее. Если вещество действительно реагирует с водой, это не катализатор, это реагент.

Например, как я упоминал в своем ответе, металлический натрий бурно реагирует с водой с образованием гидроксида натрия (NaOH) и водорода (H ₂ ). В реакции выделяется энергия настолько быстро, что водород может взорваться.В процессе металлический натрий превращается в ионы натрия. Таким образом, натрий является реагентом, а не катализатором. Кроме того, преобразование ионов натрия обратно в металлический натрий требует больших затрат энергии.

Я не знаю точно, как обстоят дела с Electriq ~ Fuel, но в пресс-ките действительно сказано, что «катализатор» — это химическая соль, которую они называют Bh5. Я подозреваю, что это гидрид металла (например, гидрид натрия, NaH). Этот класс соединений будет производить водород при взаимодействии с водой, но сами по себе являются энергоемкими для производства.

Таким образом, автомобиль, работающий на такой системе, может претендовать на звание автомобиля с нулевым выбросом углерода, но эти выбросы действительно происходят там, где образуется сама соль. Подобно электромобилю, работающему на угле, выбросы отсутствуют, но существуют выбросы, связанные с производством электроэнергии.

Это видно из пресс-кита, в котором говорится, что : «При использовании возобновляемых источников энергии для рециркуляции нашего топлива последствия нашей технологии равны нулю. хлора или стали).»

Теоретически это может быть правдой, но слишком многие технологии используют волшебную палочку возобновляемых источников энергии, чтобы требовать нулевых выбросов. Что мы действительно хотели бы знать, так это фактические затраты энергии, необходимые для производства соли, достаточной для движения транспортного средства на X миль. Таким образом, мы могли сравнить эту технологию с энергоэффективностью двигателя внутреннего сгорания или электромобиля.

Кроме того, по моему опыту, «промышленный h3 низкой чистоты» обычно используется в качестве топлива на месте, а не транспортируется в другое место конечному пользователю.Пользователям не так много такого водорода.

В заключение, я ни в коем случае не намеревался дискредитировать или унизить технологию Electriq ~ Fuel. Как я упомянул в своем ответе им, мне потребуются дополнительные подробности, прежде чем я смогу решить, рассматриваю ли я это как «изменение правил игры». Мое намерение здесь состояло скорее в том, чтобы помочь читателям понять, какие вопросы следует задавать при оценке подобных утверждений.

Изобретатель «автомобиля с водным приводом» умер, крича «Они отравили меня»

PESNetwork / Youtube

Человек, который утверждал, что изобрел автомобиль с водным приводом, внезапно умер после того, как поел в ресторане и выбежал на улицу с криком «Они отравили меня ‘.

Тайна до сих пор окружает смерть Стэнли Мейера, который скончался 20 марта 1998 г. аневризма головного мозга.

PESNetwork / Youtube

Тем не менее, многие сторонники Мейера считают, что он был убит с целью подавить свои изобретения.

Его брат Стив заявил, что Мейер умер на автостоянке после обеда с бельгийскими инвесторами, и отказался от «большой суммы денег за патент на свое изобретение».

Стив также утверждал, что «акулы» пришли через неделю и украли багги вместе со всем экспериментальным оборудованием его брата.

История о том, как он умер, с тех пор циркулировала, с небольшими доказательствами, подтверждающими или опровергающими ее.

Был снят документальный фильм, который вы можете посмотреть здесь:

В репортаже на телеканале Огайо Мейер продемонстрировал багги для дюн, который, по его утверждениям, питался от его водяного топливного элемента.

По его оценкам, для поездки из Лос-Анджелеса в Нью-Йорк требовалось всего 22 галлона (83 литра) воды — он также утверждал, что заменил свечи зажигания на «форсунки», введя смесь водорода и кислорода в цилиндры двигателя.

Согласно странице Wikipedia , вода «подверглась электрическому резонансу, который диссоциировал ее на ее основной атомарный состав».

Водяной топливный элемент будет разделять воду на водород и газообразный кислород, которые затем сжигаются обратно в водяной пар в обычном двигателе внутреннего сгорания для получения чистой энергии.

Вот раннее интервью с Мейером:

В 1996 году на Мейера подали в суд два инвестора, которым он продал свои представительства, предлагая право вести бизнес в области технологий водяных топливных элементов.

Его автомобиль, работающий на водном топливе, должен был быть осмотрен свидетелем-экспертом Майклом Лотоном, профессором электротехники Лондонского университета королевы Марии, но в дни осмотра он дал «неубедительные извинения», и испытания так и не были проведены .

Его «водяной топливный элемент» позже был осмотрен тремя свидетелями-экспертами в суде, которые обнаружили, что «в элементе нет ничего революционного, и в нем просто использовался обычный электролиз».

Суд установил, что Мейер совершил «грубое и вопиющее мошенничество», и ему было приказано выплатить двум инвесторам их 25 000 долларов.

Согласно Википедии, изобретения Мейера теперь являются общественным достоянием, что означает, что они доступны для всех без ограничений и лицензионных отчислений, но, несмотря на это, ни один производитель двигателей или транспортных средств не пытался скопировать его работу.

Кто убил водометную машину? — Hero Labs

Это была улица 21 марта 1998 года, когда американский изобретатель Стэнли Мейерс сел пообедать в закусочной Cracker Barrel в сельском Огайо. Он заказал клюквенный сок и суп дня.Через десять минут он будет мертв, его последние слова — обвинение в убийстве.

Мейерс был плодовитый изобретатель и, по общему мнению, довольно эксцентричный. Между 1960 и его безвременная смерть на стоянке скромной закусочной, он подал заявку на почти 200000 патенты. Электронный банкинг, океанография, кардиомониторы — у Мейерса нет формальной квалификации ученого, но как-то видел возможности для нововведений в таких неустойчивых и неожиданных областях, как его личность. Он был религиозным человеком, поклявшимся, что Бог послал ему идеи; он был известен восклицанием: «Слава Богу! и передать боеприпасы »через кажущиеся случайными промежутки времени.К 1989 году он получил так много патентов, что патентное ведомство США решило поставить его по ускоренной программе, сокращая тщательную проверку своих приложений, чтобы сэкономить ресурсы офиса. Это, если вы верите в теории заговора, возможно, это был один из факторов, которые привели к его смерти.

21, ^{, улица} марта 1998 года, Стэнли Мейерс обедал для бизнеса, а не для удовольствия. Он был встреча с двумя бельгийскими инвесторами в надежде привлечь капитал для своего последнего изобретение: автомобиль с водным двигателем.

Этот был в быть его главным достижением: автомобиль, работающий не за счет загрязняющих углеводородов, но по старому доброму h30 — самое многочисленное вещество на земле. Это могло бы якобы пересекли Соединенные Штаты всего на 75 литрах дистиллированная вода, выделяющая только кислород в качестве отходов. Это произведет революцию транспортная и трансформирующая промышленность. Это изменит мир и создаст астрономическое богатство. Мейерс сказал, что у него есть рабочий прототип, багги для дюн. окрашен в эффектный оттенок оранжевого, поражающего сетчатку; украшенный ярким Американский флаг и слова «Иисус Христос — Господь».

По словам очевидцев, встреча прошла радушно и без происшествий. Он завершился тостом — бельгийцы подняли бокалы с шампанским, а Мейерс — клюквенный сок. Он сделал глоток; конвульсивно схватился за шею; вскочил со своего места и выбежал из ресторана на парковку, где рухнул. Лежа на асфальте, он ахнул перед пораженными зрителями, окружавшими его: «они отравили меня» . А потом он умер.

Так кто убил Стэнли Мейерса, а вместе с ним и водную машину?

Компании «Большой нефти», на кону триллионы долларов? Или, возможно, General Motors, крупнейший производитель автомобилей в мире в 1998 году.Или это могли быть таинственные бельгийские инвесторы, осознавшие монументальное значение того, что открыл Мейерс, и стремящиеся заявить об этом как о своих собственных?

Самый точный ответ на эту загадку, вероятно, Рудольф Клаузиус, или вы могли бы также указать пальцем на Уильяма Томсона. Просто чтобы по-настоящему изменить хвост этот детектив, этот подлый дуэт, возможно, убил водную машину вокруг За 150 лет до его изобретения.

Клаузиус и Томсон совместно открыли законы термодинамики, которые, пока не будет доказано обратное, прямо запрещают изобретение Мейера когда-либо работать.Автомобиль с водным двигателем Мейера был невозможен с физической точки зрения. Вода, как известно, не особо хорошо горит. Изобретение Мейерса предполагало работу, освобождая молекулу водорода в h3O и сопутствующих ему молекулах кислорода, позволяя сжигать легковоспламеняющийся водород в качестве источника топлива. Этот процесс (известный как электролиз) реален и хорошо задокументирован, но, к сожалению, для разрыва связи требуется столько же энергии, сколько высвобождается при ее образовании. Другими словами, высвобождение энергии из воды всегда потребляет больше энергии, чем производит.Это первый и второй законы термодинамики в действии.

Истина там

Так как же Мейерс действительно умирает? Многие теоретики заговора до сих пор считаю, что это было убийство. Говорят, что он нарисовал загадочные посетители со всего мира; привлекли выгодные предложения о выкупе от теневых офшорных компаний и даже якобы являлись предметом спонсируемых государством шпионаж. Некоторые даже предполагают, что такое изменение мира технологии перевернули бы хрупкую геополитическую мощь после холодной войны. остаток средств; прекращение зависимости Америки от сырой нефти, а вместе с ней и стратегической значение нефтяных месторождений России и Ближнего Востока.Даже брат Мейера подозрения в нечестной игре: на следующий день он встретился с двумя инвесторами, чтобы сообщить им Стэнли не выжил; «Я сказал им, что Стэн умер, и они не сказали ни слова », — вспоминал он. «абсолютно ничего, ни соболезнований, ни вопросов, ни слова. Я никогда, никогда не доверял эти двое мужчин когда-либо снова «.

Отделение полиции Гроув-Сити пришло к более прозаическому выводу в конце своего трехмесячного расследования. Естественные причины; аневризма мозга, если быть точным. «Были всевозможные истории о плащах и кинжалах», — сказал лейтенант полиции Гроув-Сити Стив Робинетт, ведущий детектив по этому делу.«Это было пронизано всевозможными интригами и заговорами. Но мы все проверили и ничего не нашли ». Стэнли Мейерс, у которого в анамнезе было высокое кровяное давление, умер от церебральной аневризмы. Отчет токсикологии вернулся безупречным. В день своей смерти он не принял ни одного яда, известного американской медицине, — даже алкоголя. Коронер записал приговор о смерти по естественным причинам, и, следовательно, никаких обвинений предъявлено не было.

Кому вы верите?

В годы, прошедшие после смерти Мейера, автомобиль с водным приводом и его необычные претензии стали предметом серьезного научного и юридического анализа.Мейерсу удалось привлечь других венчурных капиталистов до того рокового дня в закусочной Cracker Barrel, и его инвесторы боролись за права на его имущество и соответствующую интеллектуальную собственность. Мейерсу также удалось продать права франшизы на два автосалона с водными двигателями потенциальным предпринимателям. Для установления ценности изобретение было исследовано тремя «экспертами», назначенными судом; они пришли к выводу, что «в этом не было ничего революционного, просто использовался обычный электролиз».Суды установили, что Мейер совершил «грубое и вопиющее мошенничество», и потребовали выплатить инвесторам 25 000 долларов. Были утверждения, что вся эта печальная история была прикрытием изощренной схемы отмывания денег. Имя Мейера было затоптано в грязи, его репутация запятнана, а его изобретение в значительной степени забыто. Срок действия патентов истек, и технология стала общественным достоянием и стала доступной для использования кем угодно без ограничений и лицензионных отчислений. На момент написания ни один производитель двигателей или транспортных средств не использовал работу Мейера .

Конец истории?

Так что это? Что ж, в каком-то смысле работа Мейера продолжается — у нас есть машины, которые горят водород, и вы можете получить этот водород из воды во многом так, как Мейер описал. Самая полезная форма называется HHO, и есть установка научные доказательства того, что добавление его к обычному топливу может значительно увеличить их эффективность. Вы даже можете сжечь его прямо в машине и Единственный побочный продукт — как вы уже догадались — больше воды.

Нельзя отрицать, что выходная энергия меньше входной — законы термодинамики не нарушаются — но есть приложения, где это все еще может иметь смысл. Взять, к примеру, ветряные электростанции. В исключительно ветреные дни ветряные электростанции могут производить такое количество энергии, что некоторые турбины приходится отключать, чтобы предотвратить чрезмерную генерацию и повреждение сети. Вместо того, чтобы сокращать выработку, мы могли бы сбросить эту избыточную мощность на расщепление воды на HHO, чтобы сохранить энергию на будущее.«Водяная батарея», если хотите. Может быть, изобретение Мейера не было таким уж сумасшедшим?

Обещание изобилие чистой энергии по-прежнему вызывает большой интерес, и изобретатели и предприниматели продолжают обдумывать возможности. Патент на двигатель, работающий на водном топливе. двигатель был одобрен совсем недавно, в 2007 году, и патенты должны быть определение быть «роман, полезное и неочевидное »; так очевидно кто-то толкает ручки в Патентное ведомство США считало, что у этого есть потенциал. Возможно, мы еще далеко от наполнения наших баков из-под крана, но если необычные изобретения Мейера вдохновляют просто горстка людей, которые смотрят на воду по-новому, тогда он в порядке в нашем книги.

Если вы хотите поработать дома с водными технологиями, возможно, вам лучше всего начать с 6 советов, которые помогут вам заняться водопроводом как профессионал в кратчайшие сроки, а затем вы сможете произвести революцию на мировом рынке производства энергии после место обеда. Просто подумайте, прежде чем заказывать клюквенный сок.

Центр данных по альтернативным видам топлива: электромобили на топливных элементах

Электромобили на топливных элементах (FCEV) работают на водороде. Они более эффективны, чем обычные автомобили с двигателями внутреннего сгорания, и не производят выхлопных газов — они выделяют только водяной пар и теплый воздух.FCEV и водородная инфраструктура для их заправки находятся на ранних стадиях внедрения. Министерство энергетики США возглавляет исследовательские работы, направленные на то, чтобы автомобили с водородным двигателем стали доступным, экологически чистым и безопасным средством передвижения. Водород считается альтернативным топливом в соответствии с Законом об энергетической политике 1992 года и может претендовать на налоговые льготы на альтернативное топливо для транспортных средств.

Что такое электромобиль на топливных элементах?

FCEV используют силовую установку, аналогичную силовой установке электромобилей, где энергия, накопленная в виде водорода, преобразуется в электрическую с помощью топливного элемента.В отличие от обычных автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, эти автомобили не производят вредных выбросов из выхлопной трубы. Другие преимущества включают повышение энергетической безопасности США и укрепление экономики.

FCEV заправляются чистым газообразным водородом, хранящимся в баке транспортного средства. Подобно обычным автомобилям с двигателем внутреннего сгорания, они могут заправиться менее чем за 4 минуты и имеют запас хода более 300 миль. FCEV оснащены другими передовыми технологиями для повышения эффективности, такими как системы рекуперативного торможения, которые улавливают энергию, потерянную во время торможения, и сохраняют ее в аккумуляторе.Крупные производители автомобилей предлагают ограниченное, но постоянно растущее количество серийных FCEV для населения на определенных рынках в соответствии с тем, что может поддерживать развивающаяся инфраструктура.

Как работают топливные элементы

Наиболее распространенным типом топливных элементов для транспортных средств является топливный элемент с полимерной электролитной мембраной (PEM). В топливном элементе PEM электролитная мембрана расположена между положительным электродом (катодом) и отрицательным электродом (анодом). На анод вводится водород, а на катод — кислород (из воздуха).Молекулы водорода распадаются на протоны и электроны из-за электрохимической реакции в катализаторе топливного элемента. Затем протоны проходят через мембрану к катоду.

Электроны вынуждены проходить через внешнюю цепь для выполнения работы (обеспечения питания электромобиля), а затем рекомбинируются с протонами на катодной стороне, где протоны, электроны и молекулы кислорода объединяются, образуя воду. Посмотрите анимацию о топливных элементах или инфографику с электромобилем на топливных элементах (FCEV), чтобы узнать больше об этом процессе.

Связанная информация

Доступность Выбросы Законы и стимулы

Почему бы нам просто не запустить двигатели внутреннего сгорания на водороде?

Мы знаем, что нам нужно найти замену ископаемому топливу. Автопроизводители прилагают все усилия, чтобы найти решение этой дилеммы. Похоже, что большинство из этих решений связано с избавлением от наших любимых двигателей внутреннего сгорания. Но нельзя ли просто перепроектировать типичный поршневой двигатель, чтобы он работал на чем-то более чистом, например, на водороде?

Если бы это было так просто.Как объясняет Джейсон Фенске из Engineering Explained, вы можете сконструировать поршневой двигатель, работающий на водороде. Это было бы не очень хорошо.

Водород — заманчивое альтернативное топливо. При правильном сжигании выделяется только водяной пар. Уже в этом месяце Fenske изучает возможности водорода в нескольких видеороликах, как в качестве топлива для поршневых двигателей, так и для роторных двигателей.

Есть две основные проблемы с водородным двигателем внутреннего сгорания. Во-первых, водород не такой энергоемкий, как другие виды топлива, а это означает, что вам нужно много его, чтобы выполнить небольшую работу.Добавьте к этому присущую поршневому двигателю неэффективность (в лучшем случае вы превращаете только около 30 процентов энергии топлива в поступательное движение), и вы получите рецепт разочарования.

Вторая проблема? Когда вы сжигаете водород, вы получаете другие выбросы, помимо водяного пара. В основном, вы получаете NOx, токсичные выбросы, лежащие в основе скандала с мошенничеством с дизельными двигателями Volkswagen. Если вы ищете чистую альтернативу бензину, выбросы водорода NOx исключают его из эксплуатации.

Ответ? Используйте водород в топливном элементе для выработки электроэнергии. Топливные элементы намного эффективнее двигателей внутреннего сгорания, а водородный топливный элемент имеет более чистые выбросы, чем водородный двигатель внутреннего сгорания. Чтобы узнать больше, посмотрите полное видео Фенске ниже.

Этот контент импортирован с YouTube. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

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 сайте piano.io.

Многие эксперты считают, что водород заменит бензин, дизельное топливо и природный газ в качестве основного топлива для автомобилей, автобусов и грузовиков в течение n

. эксперты считают, что водород заменит бензин, дизельное топливо и природный газ в качестве основное топливо для автомобилей, автобусов и грузовиков в ближайшие несколько десятилетий. Уже производители автомобилей по всему миру вложили миллиарды долларов в исследования и разработки.

Что Водородные автомобили будут означать для окружающей среды

— выхлопные газы, образующие дым, больше не образуются, углерод отсутствует выбросы диоксида, которые способствуют глобальному потеплению, больше не о чем беспокоиться сокращение поставок нефти и рост цен

Двигатели внутреннего сгорания

-Это двигатели можно переоборудовать для работы на различных видах топлива, включая водород. Когда горит водород, единственным побочным продуктом является вода, а не загрязняющий коктейль. выделяется при сжигании бензина и других ископаемых видов топлива.

-BMW успешно продемонстрировала эту технологию на автопарке из 15 подержанных седанов. для перевозки людей на ЭКСПО 2000, всемирную выставку в Ганновере, Германия. Тот факт, что не нужно вносить никаких серьезных изменений в основную систему внутреннего сгорания. конструкция двигателя — главная достопримечательность.

Двигатели на топливных элементах

— В отличие от аккумуляторов, накапливающих электричество, топливных элементов производят электричество на ходу

-Водородное топливо реагирует с кислородом воздуха. для производства воды и электричества, обратного привычному электролизу процесс, который высвобождает кислород и водород из воды

-Большое преимущество двигателя на топливных элементах перед внутренним Двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде, — это его больший КПД.Тоже самое количество водорода доставит автомобиль на топливных элементах как минимум вдвое больше, чем один с переделанным двигателем внутреннего сгорания

— недостаток в том, что трудно хранить, это потому, что при нормальных температурах водород является газом. Водород должны быть плотно упакованы в цистерну автомобиля, иначе остановка налива понадобиться каждые несколько километров

— Футуристическая заправочная станция сохранила автопарк EXPO 2000 переделанных BMW работает.Водители подъехали к насосу, нажали кнопку на приборной панели и наблюдал изнутри машины, как управляемый с помощью лазера робот рука подключила к своему резервуару запас жидкого водорода. Заливка ушла около 3 минут. Было мудро держаться подальше от дороги при минус 253ºC, жидкий водород невообразимо холоден

— Ученые обнаружили, что различные металлы могут поглощать до тысячи раз больше собственного объема газообразного водорода. Специально обработанный углерод также может содержать большие количества.Эти открытия могут сформировать топливо танки будущего

Но откуда будет водород?

-Терес нет риска, что в колодце когда-нибудь закончится водород, он, безусловно, самый богатый элемент во вселенной. Однако на Земле он существует естественным образом только в химические соединения, а не водород. Вода и основные компоненты угля, нефти и природного газа являются яркими примерами этих соединений.

-Натуральный в настоящее время газ обеспечивает большую часть водорода, используемого в промышленности.Относительно Используемая простая технология паровой риформинг также может производить водородный газ для автомобилей на центральных заводах или заправочных станциях. Альтернативно топливные баки могут быть заполнены бензином или метанолом, а автомобили используют бортовые риформеры для производства водорода для своих топливных элементов. Это показывает обещание как переходная мера, пока исследование проблем продолжается хранения водорода.

-Вода является единственным потенциально экологически чистым источником водорода.Исследователи ищут новые способы производства водорода с использованием водорослей, бактерий или фотоэлектрический клетки поглощают солнечный свет и расщепляют воду на водород и кислород. Но технология, которая, скорее всего, будет широко распространена, — это электролиз, который использует электрический ток для разделения воды на кислород и водород.

Насколько это безопасно?

— водород легко воспламеняется, но недавние исследования показали, что дирижабли ткань, а не водород, была виновником катастрофы в Гинденбурге.Должным образом обработаны, нет никаких оснований полагать, что водород более опасен как топливо, чем бензин, взрывоопасная жидкость теперь безопасно перевозится в баках бесчисленных миллионов автомобилей.

— лучшие способы производства, распределения и хранения водорода все еще должны быть разобрались. В краткосрочной перспективе ископаемое топливо может оставаться востребованным в качестве водорода. источник. Однако мысль о том, что в недалеком будущем большинство из нас будет управлять экологически чистыми автомобилями, работающими на водороде из чистой возобновляемой источник больше не полет фантазии.

Солнечные автомобили
Водородные топливные элементы
Электромобиль
Альтернативные автомобили Домашняя страница .