статьи   

17.05.2012 (№ 15) В ТЕМУ

Водород: сжигать или расщеплять?




-

Рано или поздно настанет такое время, когда запасы природного газа, нефти и угля закончатся, углеводородного сырья, которое так необходимо для производства автомобильного топлива, не станет. Что же придет на смену бензину и дизтопливу? Над ответом на этот вопрос уже давно ломаю головы ученые планеты. Одним из альтернативных вариантов нового источника энергии является водород. И, поверьте, многое говорит в его пользу…

Сегодня до конца еще не понятно, как именно на борту машины из водорода получить нужную энергию. Вначале ученые планировали сжигать водород в цилиндрах двигателя точно так же, как и обычные виды топлива, но с появлением топливных элементов многие автокомпании, которые проводят эксперименты с водородом, перевели свое внимание на новую технологию. Сжигать или все-таки расщеплять? У каждой из  этих технологий имеются как свои положительные стороны, так и отрицательные. И какая из них, в конечном счете, возьмет верх или же они будут применяться параллельно – ответить на этот вопрос пока не может никто.

 

Если сжигать

Такие автомобильные компании как BMW, Mazda и Ford являются сторонниками способа традиционного сжигания водорода. Огромным плюсом этого способа использования водорода является то, что в качестве силового агрегата применяется обычный двигатель внутреннего сгорания. Безусловно, их надо будет модернизировать с учетом особенностей водорода: необходимо учесть склонность водородовоздушной горючей смеси к преждевременному воспламенению еще на такте впуска. Такая доработка в конструкции двигателя минимальна, поэтому и инвестировать в «перевооружение» придется не такие уж большие деньги.    

А вот для окружающей среды водородные двигатели не такие уж и безвредные. Проблема заключается в том, что в результате сгорания водорода при высокой температуре образуется не только водяной пар, но и очень вредные и токсичные окислы азота. Причем его количество значительно превышает содержание этого же компонента в выхлопных газах бензинового и особенно дизельного двигателей. Хотя способ обезвреживания окислов с помощью каталитических нейтрализаторов известен и применяется сегодня повсеместно.

 

Если расщеплять

Сразу отметим, что водород в топливных элементах не сгорает, он расщепляется на разноименно заряженные частицы – ионы и электроны. Электронам свойственно создавать электрический ток, который необходим для того, чтобы бортовой электродвигатель работал. А вот с помощью кислорода, который подается в топливные элементы, ионы окисляются, благодаря чему происходит «выхлоп» - водяной пар. И в данной ситуации уже никакими окислами азота уже не пахнет.

Важно знать, что коэффициент полезного действия топливных элементов почти доходит до отметки в 50 процентов – от двигателя внутреннего сгорания таких показателей добиться практически невозможно. Скорее всего, именно поэтому технологией электрохимического разложения водорода в топливных элементах заинтересовалось большинство именитых автомобильных брендов, среди которых: Mercedes-Benz, Toyota, Honda, Hyundai, Nissan, Peugeot и General Motors. Отметим, что автокомпании BMW, Mazda и Ford также не списывают топливные элементы со счетов, однако их они видят в роли всего лишь перспективной замены сегодняшних генераторов.