Что образуется в качестве выхлопа в водородных двигателях

Вперед на водороде!

В Петербурге создан опытный образец батареи топливных элементов, открывающей путь энергетике будущего

«Водород + кислород = вода». Одна из первых формул, изучаемых в школьном курсе химии. Уже почти столетие человечество мечтает «приручить» этот окислительный процесс, чтобы получать от него энергию, однако реально дело сдвинулось только в последние годы. Сегодня альтернативная водородная энергетика в США, Японии, Германии, Китае вплотную приблизилась к стадии коммерческого внедрения. Под флагами Норвегии и Финляндии уже бороздят опытные образцы судов на топливных элементах, ведущие мировые автоконцерны показали «водородные» , в Китае экспериментально запустили трамваи «на водороде»… Опытный образец первой отечественной батареи на твердополимерных топливных элементах мощностью 50 кВт недавно показали публике ее создатели из филиала Крыловского научного центра — Центрального института судовой электротехники и технологии (ЦНИИ СЭТ).

Без шума и пыли

Демонстрируемый в ЦНИИ СЭТ опытный образец батареи (для работы троллейбуса таких нужно две) состоит из 180 плоских собранных в пакет топливных элементов, на которых и происходит электрохимическая реакция с упорядоченным движением электронов — то есть с образованием электрического тока.

— Событие если не историческое, то по крайней мере знаменательное: водород готов войти в нашу жизнь, а конкретно — в транспортную отрасль Петербурга, — сказал участник презентации советник директора «Горэлектротранса» Сергей Китаев. — Оборудованные такими установками троллейбусы, трамваи и автобусы без привязки к контактной сети, без шума и пыли побегут по улицам нашего города, оставляя за собой лишь облачко водяного пара. Впрочем, это будут уже не троллейбусы, а эффективные и экологичные электробусы.

Такие ожидания уже подкреплены документально: на прошедшем в конце мая инновационном форуме пассажирского транспорта подписано четырехстороннее (петербургский ГЭТ, ЦНИИ СЭТ, а также две компании — производители тяговых приводов и ) соглашение.

В нем говорится о начале работ по использованию водородной батареи в качестве источника питания для городского электрического транспорта.

Заявленные разработчиками преимущества от использования нового топливного устройства — необычайно высокая эффективность, энергоресурсосбережение, экологичность, отсутствие шумов и вибраций, износостойкость.

Вода как побочный продукт

— Водородная батарея — это устройство, в котором происходит преобразование химической энергии водородного топлива в электрическую, — поясняет принцип действия установки зам. директора филиала ЦНИИ СЭТ Крыловского научного центра главный конструктор по направлению водородной энергетики Игорь Ландграф. — В отличие от машинных преобразователей энергии на топливные элементы не распространяется действие так называемого цикла Карно (когда термодинамическая система выполняет механическую работу), оттого и коэффициент полезного действия у них высокий. У дизеля КПД — 35%, а у этой батареи при номинальной нагрузке — 50%, на меньших — до 70% (у дизелей все наоборот: при снижении нагрузки КПД падает).

Тепло в такой батарее — низкопотенциальное: рабочая температура не превышает 60 оС и не является основным действующим продуктом, как при сжигании обычного топлива, а лишь побочным. Другой побочный продукт такой реакции — чистая вода, которую можно использовать как в цикле установки, так и для нужд того места, где она работает.

Водород для такой установки можно брать из баллонов, а можно получать методом конверсии из тех же углеводородов. Причем если при сгорании бензина, солярки или природного газа в обычном двигателе температура вырастает до 2 — 3 тыс. градусов по Цельсию, то конверсионные окислительные процессы происходят при температуре 650 — 700 градусов Цельсия

— Это важно, — поясняет Ландграф. — этого окислов азота в энергоустановке не образуется в принципе. Если в качестве топлива применять чистый водород из баллонов, эмиссия вредных веществ в атмосферу от такой установки будет нулевой. Если же конвертировать его из углеводородов, выбросы угарного и углекислого газов появятся, но они будут в 10 — 1000 раз меньше, чем от традиционных механических преобразователей — дизелей и турбин.

Достать наночернил и…

Серьезную проблему повышения эффективности электрохимической реакции разработчикам ЦНИИ СЭТ удалось решить при помощи одной ключевой нанотехнологии. Полимерную пленку, которой предстоит стать мембраной, пропускающей положительно заряженные частицы и задерживающей электроны, покрывают ровнехоньким слоем катализатора — платиной размером всего 2 — 3 нанометра, нанесенной на частицы сажи. Едва ли не единственная в России установка по промышленному нанесению этих «каталитических чернил» находится здесь, в ЦНИИ судовой электротехники (за год, ритмично работая в две смены, такая машина может «накатать» мембран для энергоустановок на топливных элементах общей мощностью 2,5 мегаватта). «Выкрашенную» таким образом пленку вместе с графитовой бумагой вставляют в прозрачную поликарбонатную рамку — и топливный элемент готов к проверкам, испытаниям и сборке.

В сборочном цехе за стеклом — испытательный стенд, на котором размещена четверть батареи. Оператор с компьютера дает команду на подачу рабочих газов. Слышно, как заработал стендовый компрессор, подгоняющий воздух. На мониторе быстро меняются показатели: батарея стремительно набирает мощность, переходит со ступени на ступень нагрузки, а затем так же быстро сбрасывает ее. Заявленные разработчиком значения КПД явно превышены.

— Еще одно важное преимущество энергоустановки на топливных элементах: вступающие в реакцию газы не надо специально дозировать. Она в отличие от дизеля или турбин сама «берет» исходных компонентов столько, сколько требует потребитель, а это означает не только экономию, но и безопасность, — поясняют разработчики.

Водорода не надо бояться — его надо уважать, уверен Игорь Ландграф.

— На Западе провели эксперимент: сравнили, что будет в салоне автомобиля при возгорании в баке бензина и водорода, — рассказывает он. — В первом случае температура в машине за несколько секунд поднялась настолько, что выбраться живым у человека шансов не было. А вот горящий невидимой струей пламени водород поднялся вертикально вверх, в салоне же температура никак не изменилась. Да, при определенных условиях он взрывоопасен, но природный газ или еще опаснее.

Прекрасное «недалеко»

У установок на водородных топливных элементах большое будущее, уверены в Крыловском центре: они будут использоваться как стационарно, так и на транспорте. Очень пригодятся на объектах Крайнего Севера, удаленных территориях, где нет централизованного энергоснабжения. Газовозам такие установки позволят ходить на перевозимом природном газе, не беспокоясь о заправке. Они также эффективны и удобны в качестве резервных источников питания на ответственных объектах. Если поставить водородные топливные элементы в газовых котельных, сократится потребление газа, к тому же вместе с главным продуктом — электроэнергией будет производиться столь нужное ЖКХ тепло. Вариантов применения инновации множество — вплоть до миниатюрных водородных батарей для гаджетов…

Но ближе всех к внедрению «рабочих» водородных батарей сейчас российский флот: предложения ЦНИИ СЭТ по созданию модуля энергоустановки на водородных топливных элементах для гидрографического судна проекта 23340, которое проектирует «Балтсудопроект», уже приняты Минпромторгом. И это будет решением серьезнейшей флотской проблемы — ведь наши суда не соответствуют экологическим требованиям, предъявляемым в зарубежных портах.

Естественный для начального досерийного этапа недостаток разработки — определенная дороговизна. Удешевить новые машины можно, лишь перейдя к серии.

В петербургском «Горэлектротрансе» к массовому превращению троллейбусов в электробусы морально готовы, хотя и понимают: на внедрение пилотного проекта у ЦНИИ СЭТ явно уйдет. Но если всерьез думать о будущем города — комфортном, без выхлопов и шума — начинать строить это будущее нужно уже сейчас.

Оригинал статьи размещен на сайте Санкт-Петербургские Ведомости

Водород вместо нефти, газа и угля — новый тренд в Европе

Новые технологии для защиты климата: возобновляемая энергетика производит «зеленый водород», чтобы он заменял дизель на транспорте, природный газ в отоплении и уголь в металлургии.

Читать еще:  Электрическая характеристика асинхронного двигателя

Емкости с кислородом и водородом, полученными методом электролиза на установке в Пренцлау близ Берлина

В Европе явно назревает водородный бум. Во всяком случае, в разных странах к нему начинают активно готовиться. В последнее время в СМИ появляется все больше сообщений о пилотных проектах с водородом — и все чаще мелькает химическое обозначение этого газа: H2.

Кто претендует на титул «водородная держава №1»

Так, в Германии сооружается крупнейшая в мире установка по его производству методом электролиза и стартует эксперимент по частичному замещению водородом природного газа в отоплении жилья. Над этим же, над заменой метана на H2 в газопроводной сети, работают и в Великобритании. В Нидерландах и Бельгии собираются протестировать речное судно на водородном топливе и создать для него систему заправки.

Себастьян Курц обещает превратить Австрию в мирового лидера в области водородных технологий

В Австрии три ведущих концерна готовят сразу несколько совместных пилотных проектов, в том числе по использованию водорода вместо угля при производстве стали, а бывший и, вероятно, будущий канцлер, консерватор Себастьян Курц в ходе избирательной кампании выдвигает лозунг превращения своей страны в «водородную державу №1». На эту же роль претендует и Франция. Да и Германия вполне сможет побороться за такой титул.

Пригородные электрички на водороде: лидирует ФРГ

Ведь два пока единственных в мире водородных поезда Coradia iLint эксплуатируются именно в Германии. Более того, они уже успешно отработали свои первые 100 тысяч километров. Это произошло в июле, спустя десять месяцев после начала регулярной перевозки пассажиров по стокилометровому маршруту между городами Бремерхафен, Куксхафен, Букстехуде и Бремерфёрде.

До конца 2021 года на этой не электрифицированной железнодорожной линии на северо-западе страны в федеральной земле Нижняя Саксония собираются полностью отказаться от дизельных локомотивов, заменив их на 14 поездов, вырабатывающих электроэнергию в топливных элементах в ходе химической реакции между водородом и кислородом. Вместо выхлопов получается вода.

Пригородная водородная электричка Coradia iLint эксплуатируется в Германии с сентября 2018 года

Такие же водородные электрички решили использовать и в федеральной земле Гессен. В мае выпускающий их французский концерн Alstom получил заказ объемом в 500 млн евро на 27 поездов, которые с 2022 года планируется использовать для пригородного сообщения с горным массивом Таунус к северо-западу от Франкфурта-на-Майне.

В результате ФРГ станет бесспорным мировым лидером в области водородного железнодорожного транспорта. Тем более, что интерес к инновационным поездам Alstom проявляют и другие федеральные земли. С некоторыми из них, сообщил глава германского филиала концерна Йорг Никутта (Jörg Nikutta) агентству dpa, он ведет сейчас «активные переговоры».

Эксперименты с водородом в газовой сети

Немцев и в целом европейцев водород привлекает, прежде всего, из экологических соображений. При использовании H2 в атмосферу не выделяется углекислый газ CO2, самый большой виновник в парниковом эффекте и глобальном потеплении, так что более широкое внедрение водородных технологий поможет странам ЕС выполнить обязательства, взятые на себя в рамках Парижского соглашения по климату (Германия, к примеру, их пока не выполняет).

Но есть и экономический интерес. Он связан с тем, что использование такого возобновляемого источника энергии, как водород, снижает потребность в ископаемых энергоносителях, чаще всего импортируемых (в том числе из России). Например, в нефти и нефтепродуктах, на которых работают, скажем, дизельные локомотивы в том же Таунусе на не электрифицированных маршрутах.

Впрочем, немецкая компания Avacon, начинающая пилотный проект по примешиванию к природному газу до 20 процентов водорода, в своих заявлениях говорит исключительно о защите климата. Эксперимент призван доказать, что к используемому для отопления газу можно добавлять не до 10 процентов H2, как предписывают действующие нормы, а в два раза больше. В результате сократится выброс CO2, поскольку будет сжигаться меньше углеводородного топлива.

Масштабы эксперимента скромные: он проводится в одном из районов городка Гентхин в восточногерманской земле Саксония-Анхальт. Выбрали это место потому, что имеющаяся здесь газовая инфраструктура по своим техническим характеристикам наиболее типична для всей сети компании Avacon. «Поскольку зеленый газ будет играть все более важную роль, мы хотим переоснастить свою газораспределительную сеть так, чтобы она была приспособлена к приему как можно более высокой доли водорода», — поясняет стратегическую цель эксперимента член правления Avacon Штефан Тенге (Stephan Tenge).

Power to Gas: возобновляемая энергия, электролиз, «зеленый водород«

Под «зеленым газом» он подразумевает «зеленый водород»: так принято называть тот H2, который образуется наряду с кислородом O2 при электролизе обычной воды. Процесс этот технически весьма простой, но очень энергоемкий. Однако если использовать для него излишки электроэнергии, вырабатываемой из возобновляемых источников — ветер и солнце, то получается безвредное для климата топливо, произведенное без выбросов в атмосферу CO2.

НПЗ Shell в Весселинге: здесь будет крупнейшая в мире установка P2G по производству водорода

Собственно, начавшееся уже несколько лет назад распространение в Европе этой технологии, получившей название Power to Gas (P2G), и лежит в основе растущего европейского интереса к водороду. Так, в конце июня британо-нидерландский концерн Shell при финансовой поддержке Евросоюза (ЕС предоставил 10 из 16 млн евро) начал в Германии на территории своего нефтеперерабатывающего завода в Весселинге под Кёльном строительство крупнейшей в мире установки по производству водорода методом электролиза. До сих пор его получают здесь из природного газа.

После ввода в эксплуатацию во второй половине 2020 года мощность установки, сообщает Shell, составит ежегодно 1300 тонн водорода, который будет использоваться главным образом в производственных процессах на самом НПЗ. Но часть пойдет на то, чтобы превратить территорию между Кёльном и Бонном в модельный регион по внедрению H2, в том числе как топлива для автобусов, грузовых и легковых автомобилей, возможно — для судов, ведь Рейн в непосредственной близости.

Будет ли Великобритания отапливаться водородом?

Водород в автомобилях: Опасности и сложности использования

Плюсы и минусы использования водорода в качестве автомобильного топлива

Начало 21-го века, как и само начало XX века, также считается временем перемен. Вновь перед населением нашей Планеты замаячила технологическая революция и вновь главное место в ней занимают, как и всегда — автомобили. Как и сто лет назад быстрыми темпами начали развиваться альтернативные виды транспорта, не связанные с привычными нам двигателями внутреннего сгорания. Все чаще можно увидеть на дорогах мира автомобили гибриды, которые приводятся в движение электродвигателем и ДВС. В развитых странах Мира и Европы все чаще входят в обиход электрокары. Совсем еще недавно, каких-то 7 — 10 лет назад, ученные и инженеры пророчили таким машинам с ДВС большое будущее, работающим на самом распространенном элементе в нашей вселенной — водороде. Все это человечество уже проходило в начале прошлого столетия. А потому, заново и вновь подтверждает свою актуальность распространенное по всему белу свету изречение: «Все новое — это хорошо забытое старое».

Сейчас наша Планета переживает новый кризис,- нефтяной. Только связан он не с дефицитом черного золота ставшего на 100 лет локомотивом развития всего человечества, а с перенасыщенностью данного вида товара на рынке. Это быть может и есть тот первый сигнал говорящий нам о том, что «нефтяной век» подходит к своему концу. Как говорят, — каменный век закончился не потому что закончились камни. Поэтому нам так важно сегодня развивать запасной план (запасной источник знергии, для авто в том числе) на случай, если…

Читать еще:  Газ тигр тюнинг двигателя

21 век в автомобильном мире будет веком распространения технологий будущего. Но не всем новым технологиям суждено выиграть в этом естественном отборе.

И так, приступим. Менее десяти лет назад единственной реальной альтернативой ископаемым видам топлива был по сути водород. Прошли годы, а никаких серьезных подвижек в этом направлении так сделано и не было. Наоборот, аутсайдер того времени то есть электрокар, из пешек, перешел в дамки, с появлением автомобиля Tesla и разработкой очень надежных и прогрессивных аккумуляторов, из которых всем стало ясно, что электрические автомобили — это всерьез и надолго.

Почему так получилось? Ведь водородный ДВС был практически идеальным способом приводить в движение автомобиль. Он не требовал больших вложений в разработку нового агрегата (водород может использоваться в качестве топлива в обычном двигателе внутреннего сгорания). По данным статистики, в случае использования водородного топлива мощность мотора упадет с 82 — до 65%, по сравнению с обычным бензиновым мотором. Но внеся небольшие изменения в саму систему зажигания, мощность того же двигателя сразу увеличится до 118%.

Первый плюс ДВС работающего на водороде: -необходимы минимальные изменения в конструкции двигателя для того, чтобы мотор перевести на новый вид топлива

Экологичность такого вида топлива тоже не подвергается сомнениям. Последняя серийная разработка японской автомобилестроительной корпорации «Toyota» доказала, что «выхлоп» водородного автомобиля можно…по-просту пить. Это лмчно продемонстрировал один зарубежный автожурналист. Он сделал несколько глотков воды поступающей прямо из выхлопной трубы автомобиля Toyota Mirai, и тут-же сказал, что на вкус данная вода вполне себе даже ничего, настоящая дистиллированная, без примесей.

Второй плюс этих ДВС — экологичность. Никакого загрязнения окружающей среды вредными выбросами в атмосферу. Значит, сведение к минимуму этих парниковых газов и спасение нашей прекрасной Планеты. Вот к чему может привести использование этого вида топлива.

Следующий фактор о водородных двигателях (его косвенно можно считать таковым). Исторически так уж сложилось, что водородом заправляли еще «автопионеров» среди ДВС. Первый такой водородный двигатель был построен французским конструктором Франсуа Исаак де Ривазом аж в 1806 году.

Не забудем и те героические времена истории Нашей с вами страны. В блокадном Ленинграде на водород было переведено более 500 автомобилей. И они без особых проблем несли свою непростую но нужную службу.

Получается, что водород, как топливо для сжигания в ДВС, используют уже достаточно давно. Значит и особых проблем в создании современного автомобиля не должно просто быть.

Четвертый значительный фактор говорящий за целесообразность использования вещества с формулой H2- это его колоссальная распространенность на планете. H2 (водород) можно получать даже из отходов и сточных вод.

Часто встречающиеся в природе вещества достаточно дешево стоят. Значит и водородное топливо не должно быть дорогим.

Пятый фактор. — Водород может использоваться не только в ДВС. Технологии также позволяют применять его в так называемом «топливном элементе».

Топливный элемент отделяет один электрон в атоме водорода от одного протона и использует электроны для получения электрического тока. Это электричество способно питать двигатель в электрокаре. В самих топливных элементах также не используется ископаемое топливо, поэтому таковые (топливные элементы) по-просту не загрязняют окружающую среду. И главное достоинство — они безопасны, водород не может сам по себе самопроизвольно испарится из них. Казалось бы, просто идеальный преемник двигателю внутреннего сгорания в качестве источника энергии для автомобилей 21-го века.

Использование водорода может происходить в различных силовых установках, делая его таким образом более гибким к развитию технологий. Разрабатываемые современные водородные автомобили в основном используют эту данную схему, как наиболее безопасную и продуктивную.

Не мало плюсов, неправда ли друзья? И они все очень даже весомые. Но почему тогда до сих пор мы не видим миллионы водородных самодвижущихся экипажей вокруг нас по всей планете? На то есть свои определенные причины, и они также очень сегодня важны.

Давайте рассмотрим некоторые из причин, в том числе серьезные опасности, которые могут быть связаны с водородной энергетикой.

Первый минус. -Да, это правда, водород самый распространенный элемент во всей Вселенной, однако на самой Земле в чистом виде газообразный водород найти сегодня практически невозможно. Этот газ необычайно легок. Поэтому в чистом виде он очень быстро (почти моментально) поднимается к верхним слоям атмосферы и уходит дальше в безвоздушное пространство.

В подавляющем большинстве случаев атомы водорода связаны с другими типами атомов в разнообразные молекулы, которые образуют после этого различные вещества. Вот например, H2O, более известная нам всем, как вода, или тот же СН4, также известный, как метан, оба эти элемента содержат в себе молекулы водорода.

Поэтому получается, прежде чем водород может быть использован в качестве альтернативного топлива, он сначала должен быть извлечен из этих самых веществ, а затем уже переведен в особое состояние, то есть как правило, в тот самый сжиженный и необходимый нам вид.

На все эти действия потребуются очень большие затраты энергии, а значит и коллосальные материальные средства. К примеру, для извлечения H2 (водорода) из воды с помощью электролиза требуется большое количество электроэнергии, что на данный момент просто нерентабельно. По разным подсчетам стоимость 1 литра сжиженного водорода составляет примерно от $2 долларов и до 8 Евро, в зависимости от способа его добычи.

Следующим звеном в цепочке под номером два идет: -отсутствие развитой структурной сети самих водородных заправок. Стоимость оборудования для таких заправочных станций в разы выше, чем у обычной АЗС. Существует различные проекты для водородозаправляющих станций, как от классических АЗС, так и до частных минизаправок. При сегодняшнем развитии смежных технологий все эти проекты чрезвычайно дороги и относительно опасны.

Развитие сети водородных заправок дело будущих десятилетий. Именно столько должно пройти времени, чтобы стоимость их постройки была целесообразной.

Существуют ли опасности, которые связаны с наличием большого количества чистого водорода скопившегося в одном месте? Безусловно существует. Когда жидкий водород хранится в резервуарах, это безопасно, но стоит ему просочится в окружающую среду, как он моментально превращается в гремучую смесь (гремучий газ).

В плюсах мы уже отметили, что водородом можно заправлять автомобили с обычным двигателем внутреннего сгорания (в домашних условиях не повторять! ОПАСНО. ), но однако, этот обычный двигатель проработает на чистом водороде не долго. Он быстро сломается. При сгорании водородной смеси выделяется большее количество тепла, чем при сгорании того же бензина, а это может привести под высокими нагрузками к перегреву клапанов и поршней двигателя. Помимо этого ,под воздействием высоких температур H2 (водород) может влиять на саму смазку в двигателе и на материалы из которых сделан мотор, что непременно приведет к повышенному износу рабочих частей агрегата.

Отсюда мы делаем неутешительный вывод: -без очень дорогостоящей модернизации ДВС, которая должна приспособить мотор к работе на этом виде горючего, использование водорода как топлива не приведет к ожидаемому результату.

А пока все построенные объекты для заправки автомобилей водородом скорее всего используются в качестве рекламного хода и для демонстрации возможностей будущего.

Топливные ячейки стоят на третьей позиции в качестве минусов. Эти вроде безопасные элементы тоже не избежали тернистого пути метода проб и ошибок. Как и с теми же заправочными станциями и с теми же двигателями ДВС, все упирается именно в стоимость применяемых на данный момент технологий.

Читать еще:  Холостой ход двигателя нисан

Приведем один пример. В качестве катализатора в этих топливных элементах используется на данный момент платина. А теперь представляете друзья стоимость такой детали?!

Некоторые технологии для ДВС настолько дороги, что проще купить жене платиновое кольцо с бриллиантом, чем заменить сломавшуюся деталь в водородном автомобиле.

Хорошая новость в этом достаточно дорогом деле заключается в том, что ученные непрерывно день-изо-дня ищут замену этому драгоценному металлу. Разрабатываются все новые технологии, проходят тестирования новые современные материалы. В конечном итоге ученые надеются, что «топливные элементы будущего» могут существенно снизить себестоимость сегодняшних элементов в 1000 раз и более.

И наконец последними, возглавляющими наш список минусов водородных технологий являются: — смертельные опасности, связанные с жидким и газообразным водородом.

Возглавляет окончательный список проблем — само возгорание водорода. В присутствии окислителя, т.е. кислорода, водород может сам по-себе просто загореться. Иногда такое возгорание происходит в виде взрыва. Согласно проведенным исследованиям было установлено, что для воспламенения водорода достаточно всего одной 10(десятой) частички энергии, что требуется для воспламенения бензина. Проще говоря можно сказать, что достаточно всего маленькой искры от статического электричества, чтобы этот гремучий газ вспыхнул.

Еще одна проблема кроется в том, что это пламя водорода почти невидимо. При возгорании водорода пламя настолько тускло, что с ним не так-то просто бороться (справиться).

А вот друзья еще одно летальное свойство водорода: -он может привести к удушью. H2 конечно не ядовит, но, если вы начнете дышать чистым водородом, то можете просто задохнуться и все потому, что будете просто-напросто лишены обычного кислорода. И хуже того, распознать, что концентрация водорода в воздухе очень высока просто невозможно, так как он совсем невидим и не имеет запаха, так же как и сам кислород.

И наконец последняя причина. Как и любой сжиженный газ водород имеет очень низкую температуру. При утечке из бака и непосредственным контактом с открытыми участками тела человека, он может привести к серьезному обморожению.

Действительно ли водород на столько опасен?

Наверное, после всего прочитанного Вы будете уважаемые читатели просто в шоке, что водород на столько опасен. И возможно никогда не захочете покупать себе водородный автомобиль, если в будущем у вас появится такая возможность(?).

На самом деле не все так уж и плохо. Поскольку газообразный водород чрезвычайно легок, то при утечке он быстро рассеется в самой атмосфере. Тогда ни какой гремучей смеси не получится и опасность взрыва будет сведена к минимуму.

Что касается опасности удушья, то мы ответим вам так: –такая проблема может случиться только в замкнутом пространстве, например в гараже. Если же утечка водорода произойдет на открытом воздухе, то его концентрация будет незначительной и небольшой, опасности для жизни она не представляет.

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Двигатель водородный

Новый двигатель работает на смеси газообразного водорода, воздуха и паров бензина. Такая смесь сгорает почти полностью, поэтому в выхлопных газах содержатся только водяные пары и другие не опасные для людей вещества. Бензиново-водородная смесь образуется в результате реакции бензина с воздухом и водяными парами в водородном генераторе. При этом водород выделяется из бензина и воды. Важнейшие узлы двигателя — распылитель топлива, заменивший обычный карбюратор, и оборудование для контроля состава воздушно-топливной смеси. Автомобили с новым двигателем будут заправляться топливом и водой (60—80 л бензина и 20 л воды).[ . ]

Исследованию двигателей внутреннего сгорания уделяется гораздо большее внимание, чем разработкам в области электрохимических топливных элементов, которые начали интенсивно изучать лишь с 1960 г. К сожалению должно пройти время, прежде чем топливные элементы привлекут такое же внимание исследователей, как и двигатели внутреннего сгорания. Внедрение водородной энергетики будет способствовать дальнейшим разработкам топливных элементов. Кроме того, это обусловит поиски и иных, более эффективных способов получения электричества. Усилия ученых, направленные на улучшение технологии топливных элементов, были бы полезны с точки зрения уменьшения стоимости энергии.[ . ]

Если предположить, что в последующие 20—30 лет доля водородной энергетики возрастет в значительной степени, то водород станет доступным в избытке. Например, он будет применяться в качестве топлива для самолетов и части наземного транспорта. Автомобили могли бы работать на водороде непосредственно (в двигателях внутреннего сгорания) либо через посредство электрических топливных элементов. Однако это только наиболее очевидные способы применения водорода. Его производство в больших масштабах на основе источников атомной и солнечной энергии сделало бы водород дешевым по сравнению с другими видами топлива и совершенно не загрязняющим окружающую среду.[ . ]

В США разрабатывают новую конструкцию автомобильного двигателя, которая позволит резко уменьшить загрязнение атмосферы выхлопными газами. Идея заключается в модификации обычного двигателя таким образом, чтобы было можно использовать в качестве топлива водородно-бензиновую смесь.[ . ]

Эту гибридную схему можно заменить другой, в которой не большой двигатель внутреннего сгорания (на водородном топливе) использовался для зарядки батареи. С помощью электропривода осуществляли разгон и езду со скоростью менее 50 км/ч (при более высокой скорости может включаться двигатель внутреннего сгорания). Эти системы не будут вызывать значительного загрязнения окружающей среды, но наименьшее загрязнение производят чисто электрические системы (табл.[ . ]

Однако применение водорода в качестве топлива для автомобильных двигателей вследствие ряда его физико-химических свойств серьезно затрудняется. Водород имеет низкую плотность. И, несмотря на то, что в единице массы водород содержит почти в 3 раза больше тепловой энергии, чем известные ископаемые топлива, острой является проблема размещения необходимого количества водородного топлива на автомобиле: Требуется большой объем тары (1м3 водорода в нормальном состоянии имеет массу всего 90 г). Экспериментально доказана реальная возможность работы двигателя на сжатом водороде. Установлено, что один баллон с водородом, сжатым до давления 14 МПа, имеет массу 57 кг, а масса водорода при этом составляет лишь 0,45 кг. При удельной теплоте сгорания водорода 55 кДж/кг для получения количества тепловой энергии, выделяемой при сжигании 75 л бензина, на автомобиле надо иметь 40 таких баллонов со сжатым водородом. Масса тары для топлива — более 2т. Это практически полностью исключает такой вариант применения водорода в качестве автомобильного топлива.[ . ]

Представляют интерес проводимые исследования по созданию не выделяющего вредных веществ водородного двигателя для автомобилей, в частности с размещаемым на его шасси химическим реактором, в котором вырабатывается водород из углеводородов. Исследования показали, что иметь такой реактор на машине выгоднее, чем возить это топливо в специальных баллонах. Швейцарские и английские специалисты создали реактор, который обеспечивает выработку 9 кг водорода в час, что обеспечивает работу двигателя мощностью 100 кВт.[ . ]

НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ — обработка отходов с целью снижения или полного устранения вредного их воздействия на человека или окружающую среду. В узком смысле Н.о. означает доведение водородного показателя кислых или щелочных отходов до нейтральной величины (рН=7). НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ ОТРАБОТАННЫХ ГАЗОВ АВТОМОБИЛЯ — обезвреживание отработанных газов с помощью устройств, устанавливаемых в двигателе автомобиля. См. Каталитический нейтрализатор отработанных газов двигателя автомобиля, Пламенный дожигатель.[ . ]

Как универсальный энергоноситель в энергетике, химии и в других отраслях народного хозяйства водород и производимые на его основе искусственные топлива, обладают многими положительными качествами. Их получение из воды, угля или природных карбонатов может быть относительно недорогим и практически в неограниченных масштабах. Водород обладает высокой теплопроводной способностью (в 3 раза большей, чем бензин), легко транспортируется, длительно хранится. КПД водородных двигателей почти вдвое превышает КПД бензиновых. Замена водородом керосина в авиационных двигателях позволит уменьшить вес бортового запаса топлива.[ . ]

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector