ნავთობის ბუნებრივი მარაგების ამოწურვის შემდეგ, ადამიანებს მოუწევთ მთლიანად დაეყრდნონ ენერგიის ალტერნატიულ ფორმებს. წყალბადის ძრავაროგორც შავ ოქროზე მომუშავე ICE-ების შემცვლელი, მომავალი ათწლეულების ერთ-ერთი პერსპექტივაა.
ამ ტიპის ელექტროსადგურები უფრო ეფექტური და ნაკლებად ტოქსიკურია. გამონაბოლქვი აირები... თუმცა, წყალბადით მომუშავე ძრავების მთავარი უპირატესობაა შეუზღუდავი მიწოდებანედლეული საწვავის წარმოებისთვის. წყალი, ის არის ის, ვინც შეიძლება გახდეს მომავლის საწვავის საფუძველი.
წყალბადის გამოყენებისადმი ინტერესი დაიწყო 70-იანი წლების საწვავის კრიზისის დროს, მაგრამ პირველი წყალბადის ძრავა არ გამოიგონეს XIX საუკუნის დასაწყისამდე. ტექნოლოგია რეალურად გამოიყენეს ლენინგრადის ბლოკადის დროს, როდესაც ბუშტებისა და ტრანსპორტის ჯაჭვები წყალბადით ივსებოდა.
მიუხედავად აშკარა უპირატესობებისა, წყალბადის წარმოების მეთოდების ცოდნისა და შიდა წვის ძრავის მუშაობისთვის მისი გამოყენების შესახებ, არსებობს რამდენიმე მნიშვნელოვანი „მაგრამ“, რომელიც ანელებს ამ პროგრესული ტექნოლოგიის განხორციელებას.
წყალბადის თვისებები, როგორც საწვავი შიდა წვის ძრავისთვის
- წვის შემდეგ რჩება მხოლოდ წყლის ორთქლი;
- რეაქცია გაცილებით სწრაფია, ვიდრე ბენზინის ან დიზელის შემთხვევაში;
- დარტყმის წინააღმდეგობა საშუალებას გაძლევთ გაზარდოთ შეკუმშვის კოეფიციენტი;
- მისი არასტაბილურობის გამო, წყალბადს შეუძლია შეაღწიოს უმცირეს ღრუებში, ნაწილებს შორის ხარვეზებში (მხოლოდ სპეციალურ მაღალი სიმტკიცის შენადნობებს შეუძლიათ გაუძლოს წყალბადის დესტრუქციულ ეფექტს ლითონის სტრუქტურაზე);
- წყალბადის წვის სითბოს გადაცემა 2,5-ჯერ მეტია, ვიდრე ბენზინის ნარევი;
- რეაქციების ფართო სპექტრი. წყალბადის მინიმალური წილი, რომელიც საკმარისია ჟანგბადთან საპასუხოდ, არის მხოლოდ 4%. ეს ფუნქცია საშუალებას გაძლევთ დაარეგულიროთ ძრავის მუშაობის რეჟიმები ნარევის კონსისტენციის დოზირების გზით;
- წყალბადის შენახვა ხორციელდება შეკუმშული ან თხევადი აგრეგაციის მდგომარეობაში. როდესაც ავზი იშლება, გაზი აორთქლდება წნევის ქვეშ.
ზემოაღნიშნული მახასიათებლების გათვალისწინებით, წყალბადის გამოყენება, როგორც სუფთა საწვავი შიდა წვის ძრავისთვის, შეუძლებელია ელექტროსადგურის დიზაინში ცვლილებების შეტანის გარეშე, ისევე როგორც დანართები.
მოწყობილობა და მუშაობის პრინციპი
მთავარი განსხვავება წყალბადის ძრავებსა და ბენზინის ან დიზელის ანალოგებს შორის, რომელსაც ჩვენ შევეჩვიეთ, არის მიწოდების და აალების გზა. სამუშაო ნარევი... KShM-ის ორმხრივი მოძრაობების გადაქცევის პრინციპი სასარგებლო სამუშაოუცვლელი რჩება. იმის გამო, რომ ნავთობპროდუქტებზე დაფუძნებული საწვავის წვა ნელა ხდება, წვის პალატა ივსება საწვავის ჰაერის ნარევით ცოტა ადრე, ვიდრე იმ მომენტში, როდესაც დგუში აწევს უკიდურეს ზედა პოზიციაზე (TDC). წყალბადის რეაქციის ელვისებური სიჩქარე საშუალებას აძლევს ინექციის დროის გადატანას იმ მომენტზე, როდესაც დგუში იწყებს მუშაობას. დაბრუნების მოძრაობა NMT-მდე. ამ შემთხვევაში საწვავის სისტემაში წნევა არ უნდა იყოს მაღალი (4 ატმ. საკმარისია).
ვ იდეალური პირობებიწყალბადის ძრავას შეიძლება ჰქონდეს დახურული ტიპის ენერგეტიკული სისტემა. ნარევი ფორმირების პროცესი ხდება ატმოსფერული ჰაერის მონაწილეობის გარეშე. შეკუმშვის დარტყმის შემდეგ წყალი ორთქლის სახით რჩება წვის კამერაში, რომელიც რადიატორში გავლისას კონდენსირდება და ისევ H2O-ში გადაიქცევა. ამ ტიპის აღჭურვილობა შესაძლებელია, თუ მანქანაზე დამონტაჟდება ელექტროლიზატორი, რომელიც გამოყოფს წყალბადს მიღებულ წყალს ჟანგბადთან ხელახალი რეაქციისთვის.
პრაქტიკაში, ამ ტიპის სისტემის დანერგვა ჯერ კიდევ რთულია. სათანადო მუშაობისთვის და ძრავებში ხახუნის ძალის შესამცირებლად გამოიყენება ზეთი, რომლის ორთქლები გამონაბოლქვი აირების ნაწილია. ჩართულია დღევანდელი ეტაპიტექნოლოგიის განვითარება, სტაბილური მუშაობა და ჟანგბადის გაზზე მომუშავე ძრავის უპრობლემოდ გაშვება, ატმოსფერული ჰაერის გამოყენების გარეშე, შეუძლებელია.
ჰიბრიდული მოდელები და შესაძლო ცვლილებები
წყალბადის, როგორც საწვავად შიდა წვის ძრავების გამოყენებისადმი დიდი ინტერესის გამო, შიდა წვის ძრავებს აქვთ სხვადასხვა მოდიფიკაციებიდა შესრულების სახეები.
ჰიბრიდული წყალბადის ძრავის მოწყობილობის დიაგრამა
ძრავა შემუშავებული V.S. კაშჩეევს სხვა მოწყობილობა აქვს. ჰაერის მიწოდების შესასვლელი სარქვლის (6), გამონაბოლქვი აირების გამოსასვლელის (7) გარდა, ცილინდრის თავს აქვს ცალკე სარქველი წყალბადის მიწოდებისთვის (9) და სანთელი (10), რომლებიც განლაგებულია წინასწარ პალატა (8). ეს უკანასკნელი მდებარეობს ცილინდრის თავში დგუშის დონის ზემოთ BDC პოზიციაში.
მას შემდეგ, რაც დგუში გადალახავს LDC-ს, წყალბადი მიეწოდება და აალდება წვის პალატაში (დგუში წინასწარ ატარებს ჰაერს შეყვანის სარქველები). Ამავე დროს, გამონაბოლქვი სარქველები... ატმოსფერული წნევის განსხვავების გამო, გამონაბოლქვი აირები შედიან გამონაბოლქვი კოლექტორში, ქმნიან ვაკუუმს მის უკან, რომელიც დგუშს გადააქვს TDC-ზე და, იმპულსის გამო, უბრუნდება ყველაზე დაბალ პოზიციას. როგორც ხედავთ, პრინციპი ოდნავ განსხვავებულია, მაგრამ არსი იგივე რჩება.
ჰიბრიდული მამოძრავებელი ტექნოლოგია არის შუალედური ეტაპი წყალბადის საწვავად გამოყენების დაწყებასა და ნავთობპროდუქტების გამოყენების სრულად აღმოფხვრას შორის. ამ ტიპის ძრავის მქონე მანქანებს შეუძლიათ იმუშაონ როგორც ბენზინზე, ასევე წყალბადზე.
წყალბადის გამოყენება, როგორც საწვავი-ჰაერის ნარევის კომპონენტი, კიდევ უფრო ფართოდ გავრცელდა. ამისთვის ICE ოპერაციაგამოიყენება ჩვეულებრივი საწვავი და ჟანგბადის გაზის მცირე ნაწილი. ეს აუმჯობესებს შეკუმშვის კოეფიციენტს და ამცირებს გამონაბოლქვი აირების ტოქსიკურობას.
Ერთ - ერთი შესაძლო გზებიწყალბადის ძრავების განვითარება არის ელექტროსადგურების გამოყენება საწვავის უჯრედებით. წყალბადისა და ჟანგბადის ქიმიური რეაქციის დროს გამოიყოფა ენერგია, რომელიც გამოიყენება მანქანის ელექტროძრავების გასაძლიერებლად.
წყალბადის შიდა წვის ძრავების მუშაობის სირთულეები
ტექნოლოგიის დანერგვის მთავარ დაბრკოლებას წარმოადგენს წყალბადის (H2) წარმოების ღირებულება, ასევე მისი შენახვისა და ტრანსპორტირების კომპონენტები. მაგალითად, თხევადი მდგომარეობის შესანარჩუნებლად აუცილებელია -253°C სტაბილური ტემპერატურის შენარჩუნება. H2-ის წარმოების ყველაზე ხელმისაწვდომი გზაა წყლის ელექტროლიზი. წყალბადის სამრეწველო მიწოდება ენერგო ინტენსიურია. ეს პროცესი შეიძლება მომგებიანი გახდეს ატომური ენერგიის მიერ, რომელიც ასევე ცდილობს რაციონალური ალტერნატივის პოვნას. გაზის ტრანსპორტირება და შენახვა მოითხოვს ძვირადღირებული მასალების და მაღალი ხარისხის მექანიზმების გამოყენებას. 
სხვა მინუსებზე წყალბადის საწვავიშეიძლება მიეკუთვნოს:
- აფეთქების საშიშროება. ვ შემოიფარგლება სივრცეშირეაქციისთვის საკმარისი ჟანგბადის გაზის კონცენტრაციამ შეიძლება გამოიწვიოს აფეთქება. შეიძლება სიტუაციის გამწვავება სითბოსაჰაერო. იმის გამო მაღალი ხარისხიწყალბადის დიფუზიის დროს არსებობს H2-ის შეღწევის რისკი გამონაბოლქვი კოლექტორისადაც რეაქცია ცხელი გამონაბოლქვი აირებით გამოიწვევს ნარევის ანთებას. მბრუნავი ძრავა, განლაგების თავისებურებიდან გამომდინარე, უფრო სასურველია წყალბადის მანქანისთვის;
- წყალბადის შესანახად საჭიროა დიდი მოცულობის კონტეინერი და სპეციალური სისტემებიაფერხებს H2-ის აორთქლებას და უზრუნველყოფს დაცვას მექანიკური დეფორმაციები... თუ ავტობუსების, სატვირთო მანქანების ან წყლის ტრანსპორტისთვის ასეთი ფუნქცია დიდ როლს არ თამაშობს, მაშინ მანქანები კარგავენ ბარგის განყოფილების ღირებულ კუბურ მეტრს;
- მაღალი ტემპერატურის დატვირთვის რეჟიმებში წყალბადს შეუძლია დესტრუქციული ეფექტის პროვოცირება ცილინდრ-დგუშის ჯგუფისა და ძრავის ზეთის ნაწილებზე. შესაბამისი შენადნობების გამოყენება და ლუბრიკანტებიიწვევს წყალბადის საწვავზე მომუშავე ძრავების წარმოებისა და ექსპლუატაციის ღირებულების ზრდას.
განვითარების პერსპექტივები
საავტომობილო ინდუსტრია შორს არის ერთადერთი სფეროსგან, სადაც წყალბადის ძრავების გამოყენება შესაძლებელია. წყალი, სარკინიგზო ტრანსპორტი, ავიაციის, ასევე სხვადასხვა დამხმარე სპეციალური აღჭურვილობის გამოყენება შეიძლება ელექტროსადგურებიმსგავსი ტიპის. 
ორივე შვილობილი და დიდი ავტო შეშფოთება(BMW, Volskwagen, Toyota, GM, Daimler AG და სხვები). უკვე გზებზე შეგიძლიათ იპოვოთ არა მხოლოდ პროტოტიპები, არამედ მოდელის დიაპაზონის სრულფასოვანი წარმომადგენლები, რომლებიც ამოძრავებს წყალბადს. BMW 750i Hydrogen, Honda FSX, ტოიოტა მირაიდა ბევრმა სხვა მოდელმა დაადასტურა თავისი ღირსება საგზაო ტესტებში. სამწუხაროდ, მაღალი ფასიწყალბადი, ინფრასტრუქტურის ნაკლებობა ბენზინგასამართი სადგურები, ისევე როგორც საკმარისი რაოდენობის კვალიფიციური თანამშრომლები, სარემონტო და ტექნიკური აღჭურვილობა, არ იძლევა ასეთი მანქანების გაშვებას მასობრივი წარმოება... ჟანგბადის გაზის გამოყენების მთელი ციკლის ოპტიმიზაცია არის საწყისი ამოცანა წყალბადის ენერგიის განვითარების სფეროში.
თუ ტექსტში შეცდომას აღმოაჩენთ, აირჩიეთ ის მაუსით და დააჭირეთ Ctrl + Enter. მადლობა.
ნავთობის მარაგი დასასრულს უახლოვდება, რაც კაცობრიობას აიძულებს მოძებნოს ენერგიის ალტერნატიული წყაროები, რომლებსაც შეუძლიათ „შავი ოქროს“ ჩანაცვლება. ერთ-ერთი გამოსავალია წყალბადის ძრავის გამოყენება, რომელიც ნაკლებად ტოქსიკური და ეფექტურია. მთავარია, რომ საწვავის წარმოებისთვის ნედლეულის მიწოდება თითქმის შეუზღუდავია.
როდის გამოჩნდა წყალბადის მანქანის ძრავა? რა მახასიათებლები აქვს მის მოწყობილობას და როგორია მუშაობის პრინციპი? სად გამოიყენება ეს ტექნოლოგია? რეალურია ასეთი ძრავის გაკეთება საკუთარი ხელით? ამ და სხვა კითხვებს ქვემოთ განვიხილავთ.
როდესაც წყალბადის ძრავა გამოჩნდა, მის განვითარებას წამყვანი კომპანიები ხელმძღვანელობდნენ
წყალბადის გამოყენებისადმი ინტერესი გაჩნდა ჯერ კიდევ 70-იან წლებში საწვავის მწვავე დეფიციტის დროს. პირველი თანამედროვე დეველოპერი, რომელმაც წყალბადით მომუშავე მანქანის ძრავა შემოიტანა, იყო Toyota. სწორედ მან 1997 წელს გამოაქვეყნა FCHV SUV საჯარო გამოფენაზე, რომელიც არასოდეს შევიდა მასობრივ წარმოებაში.
მიუხედავად თავდაპირველი წარუმატებლობისა, ბევრი კომპანია აგრძელებს ასეთი მანქანების კვლევას და წარმოებასაც კი. უდიდეს წარმატებებს მიაღწიეს კონცერნებმა Toyota-მ, Hyundai-მ და Honda-მ. სხვა კომპანიებიც ვითარდება - Volkswagen, General Motors, BMW, Nissan, Ford.
2016 წელს გამოჩნდა წყალბადის საწვავზე მომუშავე პირველი მატარებელი, რომელიც მისი გონების ნაყოფია გერმანული კომპანიაალსტომი. ახალი Coranda iLint ფუნქციონირების დაწყებას გეგმავს 2017 წლის ბოლოს მარშრუტზე ბუქსტეჰუდიდან კუქსჰავენამდე, ქვემო საქსონია.
სამომავლოდ 4000-ის შეცვლა იგეგმება დიზელის მატარებლებიგერმანია, მოგზაურობს გზების მონაკვეთებზე ელექტროფიკაციის გარეშე.
Coranda iLint-ის შეძენით უკვე დაინტერესდნენ ნორვეგია, დანია და სხვა ქვეყნები.
წყალბადის თვისებები, როგორც საწვავი ძრავისთვის
შიგაწვის ძრავში ბენზინს ურევენ ჰაერს, რის შემდეგაც იგი იკვებება ცილინდრებში და იწვება, რის შედეგადაც დგუშები მოძრაობს და ავტომობილი მოძრაობს.
წყალბადის საწვავად გამოყენებას აქვს მრავალი ნიუანსი:
- საწვავის ნარევის დაწვის შემდეგ გამოსასვლელში წარმოიქმნება მხოლოდ ორთქლი.
- აალების რეაქცია უფრო სწრაფია ვიდრე შემთხვევაში დიზელის საწვავიან ბენზინი.
- დეტონაციის წინააღმდეგობის წყალობით შესაძლებელია ამაღლება.
- წყალბადის სითბოს გადაცემა 250%-ით მეტია, ვიდრე საწვავი-ჰაერის ნარევი.
- წყალბადი არის აქროლადი გაზი, ამიტომ ის ხვდება უმცირეს ხარვეზებსა და ღრუებში. ამ მიზეზით, რამდენიმე ლითონს შეუძლია გაუძლოს მის დესტრუქციულ ეფექტს.
- ასეთი საწვავის შენახვა ხდება თხევადი ან შეკუმშული სახით. ავზის გაფუჭების შემთხვევაში წყალბადი აორთქლდება.
- გაზის ჟანგბადთან რეაგირების პროპორციის ქვედა დონე არის 4%. ამ ფუნქციის წყალობით, შესაძლებელია ძრავის მუშაობის რეჟიმების რეგულირება კონსისტენციის დოზირების გზით.
ზემოაღნიშნული ნიუანსების გათვალისწინებით, შეუძლებელია H 2 მისი სუფთა სახით გამოყენება შიდა წვის ძრავისთვის. მოითხოვს შიდა წვის ძრავის სტრუქტურულ ცვლილებებს და დამატებითი აღჭურვილობის დამონტაჟებას.
წყალბადის ძრავის მოწყობილობა
წყალბადით მომუშავე მანქანები იყოფა რამდენიმე ჯგუფად:
- მანქანები 2 ენერგიის მატარებლით. ფლობენ ეკონომიური ძრავაშეუძლია იმუშაოს სუფთა წყალბადზე ან ბენზინის ნარევზე. ძრავის ეფექტურობაეს ტიპი 90-95 პროცენტს აღწევს. Შესადარებლად დიზელის ძრავიაქვს კოეფიციენტი სასარგებლო მოქმედება 50%-ის დონეზე, ხოლო ჩვეულებრივი შიდა წვის ძრავა - 35%. ასეთი მანქანები შეესაბამება ევრო-4 სტანდარტს.
- მანქანა ჩაშენებული ელექტროძრავით, რომელიც ამარაგებს წყალბადის ელემენტიავტომობილის ბორტზე. დღეს უკვე შესაძლებელი გახდა 75% და მეტი ეფექტურობის ძრავების შექმნა.
- ჩვეულებრივი მანქანები, რომლებიც მუშაობენ სუფთა წყალბადზე ან ჰაერის/საწვავის ნარევებზე. ასეთი ძრავების თავისებურებაა სუფთა გამონაბოლქვი და ეფექტურობის გაზრდა კიდევ 20%-ით.
როგორც ზემოთ აღინიშნა, H 2 ძრავის დიზაინი თითქმის იგივეა, რაც შიდა წვის ძრავა, ზოგიერთი ასპექტის გამოკლებით.
მთავარი მახასიათებელია წვის პალატაში საწვავის მიწოდება და აალება. რაც შეეხება მიღებული ენერგიის გადაქცევას KShM მოძრაობაში, პროცესი მსგავსია.
მოქმედების პრინციპი
წყალბადის ძრავების მუშაობის პრინციპი გასათვალისწინებელია ორი ტიპის ასეთი დანადგარების მიმართ:
- შიდა წვის ძრავები;
- წყალბადის უჯრედის ძრავები.
წყალბადის შიდა წვის ძრავები
შიდა წვის ძრავში, იმის გამო, რომ ბენზინის ნარევის წვა უფრო ნელია, საწვავი შედის წვის პალატაში, სანამ დგუში მიაღწევს თავის ზედა წერტილს.
წყალბადის ძრავში, გაზის მყისიერი აალების გამო, შესაძლებელია ინექციის დროის გადატანა იმ მომენტამდე, სანამ დგუში დაიწყებს დაბრუნებას. ამავდროულად, ძრავის ნორმალური მუშაობისთვის საკმარისია საწვავის სისტემაში მცირე წნევა (4 ატმოსფერომდე).
ოპტიმალურ პირობებში წყალბადის ძრავას შეუძლია იმუშაოს დახურული ტიპის ელექტრომომარაგების სისტემით. ეს ნიშნავს, რომ ნარევის ფორმირებისას ატმოსფერული ჰაერი არ გამოიყენება.
შეკუმშვის ინსულტის დასრულების შემდეგ ცილინდრში რჩება ორთქლი, რომელიც მიმართულია რადიატორისკენ, კონდენსირდება და ხდება წყალი.
ამ ვარიანტის განხორციელება შესაძლებელია, თუ მანქანაზე დამონტაჟებულია ელექტროლიზატორი - მოწყობილობა, რომელიც გამოყოფს წყალბადს H 2 O- სგან შემდგომი რეაქციისთვის O 2-თან.
აღწერილი სისტემის რეალობად თარგმნა ჯერ ვერ მოხერხდა, რადგან ზეთი გამოიყენება ძრავის ნორმალური მუშაობისთვის და ხახუნის ძალის შესამცირებლად.
ეს უკანასკნელი ორთქლდება და გამონაბოლქვი აირების ნაწილია. ასე რომ, ატმოსფერული ჰაერის გამოყენება წყალბადის ძრავის მუშაობისას ჯერ კიდევ აუცილებელია.
წყალბადის უჯრედის ძრავები
ასეთი მოწყობილობების მუშაობის პრინციპი ეფუძნება ნაკადს ქიმიური რეაქციები... უჯრედის გარსს აქვს მემბრანა (მხოლოდ პროტონებს ატარებს) და ელექტროდის კამერა (ის შეიცავს კათოდს და ანოდს).
H 2 იკვებება ანოდის განყოფილებაში, ხოლო O 2 იკვებება კათოდის კამერაში. ელექტროდებზე გამოიყენება სპეციალური საფარი, რომელიც მოქმედებს როგორც კატალიზატორი (ჩვეულებრივ პლატინა).
კატალიზური ნივთიერების მოქმედებით ელექტრონები იკარგება წყალბადით. შემდეგ პროტონები მემბრანის მეშვეობით მიეწოდება კათოდს და წყალი წარმოიქმნება კატალიზატორის გავლენით.
ელექტრონები ტოვებენ ანოდის კამერას ელექტრული წრედაკავშირებულია ძრავთან. ეს წარმოქმნის დენს ძრავის გასაძლიერებლად.
სად გამოიყენება წყალბადის საწვავის უჯრედები?
თავისებურება საწვავის უჯრედებიწყალბადის ტიპი - ელექტროძრავისთვის ენერგიის გამომუშავების უნარი. შედეგად, სისტემა ცვლის შიდა წვის ძრავას ან ხდება მანქანის ბორტზე ენერგიის წყარო.
პირველად საწვავის უჯრედები 1959 წელს გამოიყენა კომპანიამ შეერთებული შტატებიდან.
ზოგადად, საწვავის უჯრედები გამოიყენება:
ასევე, წყალბადის საწვავის უჯრედებმა იპოვეს აპლიკაციები სანგრებში, ველოსიპედებში, სკუტერებში, მოტოციკლეტებში, ტრაქტორებში, გოლფის მანქანებში და სხვა აღჭურვილობაში.
Დადებითი და უარყოფითი მხარეები
მანქანაში წყალბადის ძრავის მახასიათებლებისა და პერსპექტივების გასაგებად, ღირს მისი დადებითი და უარყოფითი მხარეების ცოდნა. განვიხილოთ ისინი უფრო დეტალურად.
- ეკოლოგიური. წყალბადის ძრავის დანერგვა არის შესაძლებლობა დავივიწყოთ გარემოს დაბინძურების პრობლემა. ამ ტიპის საწვავზე გლობალური გადასვლით, შესაძლებელი იქნება სათბურის ეფექტის შემცირება და, შესაძლოა, პლანეტის გადარჩენა. ახალი მოვლენების გარემოსდაცვითი კეთილგანწყობა დაადასტურა Toyota-მ. კონცერნის თანამშრომლებმა დაამტკიცეს, რომ მანქანის გამონაბოლქვი ჯანმრთელობისთვის უსაფრთხოა. უფრო მეტიც, წყალი, რომელიც გამოდის, შეიძლება დალიოთ, რადგან გამოხდილი და გაწმენდილია მინარევებისაგან.
- განვითარების გამოცდილება. ცნობილია, რომ წყალბადის ძრავა დიდი ხნის წინ შეიქმნა, ამიტომ მანქანებში მისი გამოყენების პრობლემა არ უნდა იყოს. თუ ისტორიას ჩავუღრმავდებით, მე-19 საუკუნის დასაწყისში წყალბადის ძრავის პირველი სახე შექმნა საფრანგეთის დიზაინერმა ფრანსუა ისააკ დე რივაზმა. გარდა ამისა, ლენინგრადის ბლოკადის დროს ახალი სახეობასაწვავი თითქმის 500 მანქანას გადაეცა.
- ხელმისაწვდომობა . Არანაკლები მნიშვნელოვანი ფაქტორი H 2-ის სასარგებლოდ - დეფიციტის გარეშე. თუ სასურველია, ამ ტიპის საწვავის მიღება შესაძლებელია ჩამდინარე წყლებიდანაც კი.
- გამოყენების შესაძლებლობა სხვადასხვა ელექტროსადგურებში... ითვლება, რომ წყალბადი გამოიყენება მხოლოდ შიდა წვის ძრავებში. Ეს არ არის სიმართლე. ახალი ტექნოლოგია ჩართულია საწვავის უჯრედის შექმნაში, რომლის დახმარებითაც შესაძლებელია მოპოვება ელექტროობადა გააძლიეროს მანქანის ელექტროძრავა. უპირატესობებში შედის უსაფრთხოება და წიაღისეული ელემენტების არარსებობა, რაც გამორიცხავს გარემოს დაბინძურებას. ამ ეტაპზე, ასეთი სქემა ითვლება ყველაზე უსაფრთხოდ და ყველაზე დიდი მოთხოვნაა დეველოპერებს შორის.
ასევე, პლიუსებში შედის:
- მინიმალური ხმაურის დონე;
- სიმძლავრის, დროსელზე რეაგირებისა და ძრავის სხვა პარამეტრების გაუმჯობესება;
- ენერგიის დიდი რეზერვი;
- საწვავის დაბალი მოხმარება;
- მოვლის სიმარტივე;
- ალტერნატიულ საწვავად გამოყენების მაღალი პოტენციალი.
წყალბადის ძრავის ნაკლოვანებები:
ზემოთ უკვე განხილულის გარდა, უნდა აღინიშნოს მთელი რიგი უარყოფითი მხარეები:
- ხანძრის ან აფეთქების რისკი.
- რისკები პლანეტისთვის, რადგან წყალბადის მოცულობის ზრდამ შეიძლება გამოიწვიოს გამოუსწორებელი შედეგები ოზონის შრეზე.
- მანქანის წონის გაზრდა მძლავრი ბატარეებისა და გადამყვანების გამოყენების გამო.
- წყალბადის საწვავის შენახვის პრობლემები - ქვეშ მაღალი წნევაან თხევადი სახით. მკვლევარებმა ჯერ ვერ მიაღწიეს კონსენსუსს იმის შესახებ, თუ რომელი ვარიანტია უკეთესი.
წყალბადის საწვავის საფრთხე
ზემოთ განხილულ მინუსებში აღინიშნა ძრავისთვის წყალბადის საწვავის გამოყენების საფრთხე. ეს არის ახალი ტექნოლოგიის მთავარი მინუსი.
ჟანგვის აგენტთან (ჟანგბადთან) კომბინაციაში იზრდება წყალბადის აალების ან თუნდაც აფეთქების რისკი. კვლევებმა აჩვენა, რომ H 2-ის აალებისთვის საკმარისია ბენზინის ნარევის გასანათებლად საჭირო ენერგიის 1/10. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სტატიკური ნაპერწკალი საკმარისია წყალბადის გასანათებლად.
კიდევ ერთი საშიშროებაა წყალბადის ცეცხლის უხილავი. როდესაც ნივთიერება იწვის, ცეცხლი თითქმის უხილავია, რაც ართულებს მასთან ბრძოლის პროცესს. გარდა ამისა, H 2-ის ჭარბი რაოდენობა იწვევს დახრჩობას.
საშიშროება ის არის, რომ ამ გაზის ამოცნობა უკიდურესად რთულია, რადგან მას სუნი არ აქვს და სრულიად უხილავია ადამიანის თვალისთვის.
გარდა ამისა, თხევად H 2-ს აქვს დაბალი ტემპერატურა, ამიტომ არსებობს ძლიერი მოყინვის რისკი სხეულის ღია ნაწილებით გაჟონვის შემთხვევაში. ეს გაზი უნდა განთავსდეს სპეციალურ საწყობებში.
ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარე, დასკვნა თავისთავად მეტყველებს იმაზე, რომ წყალბადის ძრავა საშიშია და მისი გამოყენება უკიდურესად სარისკოა.
სინამდვილეში, წყალბადის გაზი მსუბუქი წონაა და გაჟონვის შემთხვევაში ჰაერში გაიფანტება. ეს ნიშნავს, რომ ანთების რისკი მინიმალურია.
დახრჩობის შემთხვევაში ასეთი ვითარება შესაძლებელია, მაგრამ მხოლოდ დახურულ ოთახში ყოფნისას. წინააღმდეგ შემთხვევაში, წყალბადის საწვავის გაჟონვა არ არის სიცოცხლისთვის საშიში. საბაბად უნდა აღინიშნოს, რომ გამონაბოლქვი შიდა წვის ძრავის აირები(კერძოდ ნახშირბადის მონოქსიდი) ასევე შეიცავს ფატალურ რისკს.
თანამედროვე მანქანები წყალბადის ძრავებით
წყალბადის საწვავზე მომუშავე ძრავების გამოყენების შესაძლებლობამ მრავალი მწარმოებლის ინტერესი გამოიწვია. შედეგად, ში საავტომობილო ინდუსტრიაყველაფერი გამოჩნდება მეტი მანქანამუშაობს ამ გაზზე.
ყველაზე პოპულარული მოდელები მოიცავს:
- Toyota-მ გამოუშვა საწვავის უჯრედი სედანი. სამგზავრო განყოფილებაში და ბარგის განყოფილებაში სივრცის ნაკლებობის აღმოსაფხვრელად, წყალბადის საწვავის კონტეინერები მოთავსებულია მანქანის იატაკზე. Fuel Cell Sedan განკუთვნილია ადამიანების გადასაყვანად და მისი ღირებულება 67,5 ათასი დოლარია.
- BMW კონცერნმა Hydrogen მანქანის თავისი ვერსია წარადგინა ახალი მოდელიგამოცდილი კულტურის ცნობილი მოღვაწეების, ბიზნესმენების, პოლიტიკოსების და სხვა პოპულარული პიროვნებების მიერ. ტესტებმა აჩვენა, რომ ახალ საწვავზე გადასვლა გავლენას არ ახდენს ავტომობილის კომფორტზე, უსაფრთხოებასა და დინამიკაზე. საჭიროების შემთხვევაში, საწვავის ტიპები შეიძლება გადავიდეს ერთიდან მეორეზე. Hydrogen7-ის სიჩქარე 229 კმ/სთ-მდეა.
- Honda Clarity არის მანქანა Honda-ს კონცერნიდან, რომელიც გაოცებულია თავისი სიმძლავრის რეზერვით. ეს არის 589 კმ, რომლითაც მანქანა არ არის დაბალი დონეგამონაბოლქვი. საწვავის შევსებას სამიდან ხუთ წუთამდე სჭირდება.
- General Motors-ის Monster ნაჩვენებია 2016 წლის ოქტომბერში. მანქანის თავისებურება მისი წარმოუდგენელი საიმედოობაა, რასაც აშშ-ს არმიის მიერ ჩატარებული კვლევები ადასტურებს. ტესტების დროს მანქანამ 3 მილიონ კილომეტრზე მეტი გაიარა.
- Concern Toyota-მ ბაზარზე წყალბადის მოდელი Mirai გამოუშვა. გაყიდვები ჯერ კიდევ 2014 წელს დაიწყო იაპონიაში, ხოლო შეერთებულ შტატებში 2015 წლის ოქტომბრიდან. Mirai-ს საწვავის შევსების დრო ხუთი წუთია, ხოლო საკრუიზო დიაპაზონი ერთი შევსებისას არის 502 კმ. ფოტოები 21 22 ახლახან კონცერნის წარმომადგენლებმა განაცხადეს, რომ გეგმავენ ამ ტექნოლოგიის დანერგვას არა მხოლოდ მსუბუქი ტრანსპორტიარამედ სატვირთო მანქანებში და თუნდაც სატვირთო მანქანებში. 18 ბორბლიანი სატვირთო მანქანა უკვე გამოცდას ლოს-ანჯელესში.
- Lexus გეგმავს წყალბადით მომუშავე ავტომობილს 2020 წელს, ამიტომ ავტომობილის შესახებ ცოტა დეტალებია ცნობილი.
- Audi-მ წარმოადგინა კონცეფცია H-tron Quattroდეტროიტში. მწარმოებლის თქმით, მანქანას შეუძლია დაახლოებით 600 კმ გავლა ერთი ტანკით, ხოლო 100 კმ/სთ-მდე სიჩქარის მომატება 7,1 წამშია შესაძლებელი. მანქანას აქვს "ვირტუალური" კაბინეტი, რომელიც ცვლის სტანდარტულ ინსტრუმენტთა პანელს.
- BMW, Toyota-სთან თანამშრომლობით, გეგმავს წყალბადის ავტომობილის გამოშვებას 2020 წლისთვის. მწარმოებელი ირწმუნება, რომ ახალი მოდელის ენერგიის რეზერვი 480 კმ-ზე მეტია, საწვავის შევსება კი 5 წუთამდე დასჭირდება.
- 2013 წელს ფორდმა გამოაცხადა, რომ წყალბადის ძრავების აქტიური წარმოება დაიწყება 2017 წლის ბოლოს, Nissan-თან და Mercedes-Benz-თან თანამშრომლობით. მაგრამ გეგმების პრაქტიკაში განხორციელება ჯერ ვერ მოხერხდა - კონცერნის თანამშრომლები განვითარების ეტაპზე არიან.
- Mercedes-Benz-მა ფრანკფურტის მოტორ შოუზე GLC SUV წარადგინა, რომელიც ბაზარზე 2019 წლის ბოლოს გამოვა. ავტომობილი აღჭურვილია 9.3 კვტ/სთ ბატარეით, ხოლო მანძილი 436 კმ. მაქსიმალური სიჩქარე ელექტრონულად შეზღუდულია 159 კმ/სთ-მდე.
- ნიკოლა მოტორმა წარმოადგინა სატვირთო მანქანაწყალბადის ძრავით, საკრუიზო დიაპაზონით 1287-დან 1931 კმ-მდე. ახალი მანქანის ღირებულება თვეში 5-7 ათასი დოლარი იქნება. გამოშვება 2020 წელს იგეგმება.
- Hyundai-მ შექმნა ახალი ხაზიტუსონი. დღეისათვის დამზადდა და გაიყიდა 140 მანქანა. Ბრენდის სახელი ჰიუნდაის გენეზისიწარმოადგინა წყალბადზე მომუშავე ავტომობილი GV მანქანა პირველად ნიუ-იორკში იქნა წარმოდგენილი, მაგრამ წარმოება ჯერ არ არის დაგეგმილი.
- დიდი ბრიტანეთი ასევე არ ჩამორჩება ახალი ტექნოლოგიების მხრივ. ქვეყანაში გაქირავება უკვე შესაძლებელია წყალბადის მანქანა Riversimple Rasa სამი ან ექვსი თვის განმავლობაში. ავტომობილი იწონის 500 კგ-ზე ოდნავ მეტს და შეუძლია ერთ ბენზინგასამართ სადგურზე დაახლოებით 500 კილომეტრის გავლა.
- დიზაინის სახლმა Pininfarina-მ შექმნა წყალბადის საწვავი H2 Speed მანქანა. მანქანის თავისებურება არის ასამდე აჩქარების შესაძლებლობა სულ რაღაც 3,4 წამში და მაქსიმალური სიჩქარე- 300 კმ/სთ. საწვავის შევსების დრო მხოლოდ სამი წუთია. ახალი მოდელის ღირებულება 2,5 მილიონ დოლარს აღწევს.
წყალბადის შიდა წვის ძრავების მუშაობის სირთულეები
ახალი ტექნოლოგიის დანერგვის მთავარი დაბრკოლება წყალბადის საწვავის მოპოვების გადაჭარბებული ღირებულებაა, ასევე კომპონენტის მასალების შეძენა.
ასევე პრობლემებია H 2-ის შენახვასთან დაკავშირებით. ასე რომ, გაზის საჭირო მდგომარეობაში შესანარჩუნებლად საჭიროა -253 გრადუსი ცელსიუსის ტემპერატურა.
წყალბადის წარმოქმნის უმარტივესი გზაა წყლის ელექტროლიზი. თუ H 2-ის წარმოებაა საჭირო სამრეწველო მასშტაბით, ენერგიის მაღალი ხარჯები არ შეიძლება დაკმაყოფილდეს.
წარმოების მომგებიანობის გასაზრდელად საჭიროა ბირთვული ენერგიის შესაძლებლობების გამოყენება. რისკების თავიდან ასაცილებლად, მეცნიერები ცდილობენ ამ ვარიანტის ალტერნატივის პოვნას.
გადატანა და შენახვა მოითხოვს აპლიკაციას ძვირადღირებული მასალებიდა მაღალი ხარისხის მექანიზმები.
არ უნდა დავივიწყოთ სხვა სირთულეები, რომელთა წინაშეც დგას ადამიანი ოპერაციის დროს:
- აფეთქების საშიშროება. აფეთქება შეიძლება მოხდეს, თუ გაზი გამოდის დახურულ სივრცეში და მცირე ენერგიაა რეაქციის განსახორციელებლად. თუ ჰაერი გადახურებულია, ეს მხოლოდ გააუარესებს სიტუაციას. მაღალი H 2 გამტარიანობა იწვევს გაზის შეღწევას გამონაბოლქვი კოლექტორში. ამიტომაა აპლიკაცია მბრუნავი ძრავაითვლება უფრო სასურველად.
- წყალბადის შენახვისას გამოიყენება დიდი მოცულობის კონტეინერები, აგრეთვე სისტემები, რომლებიც გამორიცხავს გაზის აორთქლებას. გარდა ამისა, გამოიყენება მოწყობილობები, რომლებიც გამორიცხავს კონტეინერების მექანიკურ დაზიანებას. თუ სატვირთო მანქანებისთვის, წყლის ან სამგზავრო ტრანსპორტისთვის ამ მახასიათებელს დიდი მნიშვნელობა არ აქვს, სამგზავრო მანქანაკარგავს ძვირფას კუბურ მეტრს.
- ზე მძიმე ტვირთებიდა მაღალი ტემპერატურა H 2 პროვოცირებას ახდენს CPG-ის ელემენტების (ცილინდრი-დგუშის ჯგუფი) და ძრავში საპოხი მასალის განადგურებას. სპეციალური შენადნობებისა და საპოხი მასალების გამოყენება ზრდის წყალბადის ძრავების წარმოების ღირებულებას.
წყალბადის ძრავების მომავალი
H 2-ის გამოყენება ხსნის დიდ პერსპექტივებს და არა მხოლოდ საავტომობილო ინდუსტრია... წყალბადის ძრავები აქტიურად გამოიყენება სარკინიგზო ტრანსპორტში, თვითმფრინავებსა და ვერტმფრენებში. ისინი ასევე დამონტაჟებულია დამხმარე მოწყობილობებზე.
მრავალი შეშფოთება, რომელიც უკვე აღვნიშნეთ, იჩენს ინტერესს ასეთი ძრავების შემუშავებით - Toyota, BMW, Volkswagen, General Motors და სხვა.
უკვე დღეს გზებზე არის ნამდვილი მანქანები, რომლებიც წყალბადზე მუშაობენ. ბევრი მათგანი განიხილება ზემოთ - BMW 750i Hydrogen, Honda FSX, Toyota Mirai და სხვები.
მუშაობას შეუერთდა თითქმის ყველა მსხვილი კონცერნი, რომელიც ცდილობს თავისი ნიშის პოვნას ბაზარზე.
მთავარი მინუსი რჩება მაღალი ფასი H 2, ბენზინგასამართი სადგურების დეფიციტი, ისევე როგორც გამოცდილი მუშაკების დეფიციტი, რომლებსაც შეუძლიათ ასეთი აღჭურვილობის მომსახურება. თუ არსებული პრობლემები მოგვარდება, წყალბადის ძრავით აღჭურვილი მანქანები აუცილებლად გამოჩნდებიან ჩვენს გზებზე.
კონკურენტული ტექნოლოგიები
აქცენტი წყალბადის ძრავებზე მცირდება, რადგან ტექნოლოგიას ჰყავს კონკურენტები.
აქ არის მხოლოდ რამდენიმე მათგანი:
შენ თვითონ შეგიძლია ამის გაკეთება?
გაზზე ძრავის მუშაობის ტექნოლოგია დიდი ხანია ცნობილია და ბევრმა შეშფოთებამ მიაღწია წარმატებას წყალბადის ძრავების დანერგვაში. ხელოსნები ასევე ფიქრობდნენ კლასიკური შიდაწვის ძრავის გაუმჯობესებაზე.
მთავარია წვის კამერისთვის სპეციალური გაზის მიწოდება. ასეთ მოწყობილობას ბრაუნის სისტემას უწოდებენ. ამ შემთხვევაში ძრავს ბენზინიც მიეწოდება, მაგრამ ის გაზს ერევა, რაც უკეთ წვას უზრუნველყოფს.
შედეგად, ჩნდება წყლის ორთქლი, ასუფთავებს ძრავის სარქველებს და დგუშებს ნახშირბადის საბადოებისგან, აუმჯობესებს ძრავის მახასიათებლებს და ზრდის მის რესურსს.
წყლის გაზად საკუთარი ხელით დასაშლელად საჭიროა კატალიზატორი, დისტილატი, ელექტროდები და ელექტროენერგია.
სტრუქტურა აწყობილია ჯართის მასალებისგან. ერთი ქილა დასაშვებია, მაგრამ ექვსი უკეთესია.
ამის შემდეგ ფირფიტებს ჭრიან და აერთებენ ჯვარედინი პრინციპით. შემდეგ მავთულით ახვევენ და თავსახურზე ამაგრებენ. მნიშვნელოვანია, რომ ელექტროდები არ იყოს მოკლე ჩართვა ერთმანეთთან.
ჩართულია ბოლო ეტაპიქილა ივსება ელექტროლიტით და კატალიზატორით. ამ სქემას შეუძლია ნებისმიერ მანქანაზე მუშაობა.
თუ ვსაუბრობთ სრულფასოვან წყალბადის ძრავაზე, მაშინ, რა თქმა უნდა, შეუძლებელი იქნება მისი დამზადება ავტოფარეხის პირობებში ტექნოლოგიის სირთულის გამო.
თუ სტატიაში არის ვიდეო და არ უკრავს, მაუსით აირჩიეთ რომელიმე სიტყვა, დააჭირეთ Ctrl + Enter, გამოსულ ფანჯარაში შეიყვანეთ ნებისმიერი სიტყვა და დააჭირეთ "SEND". მადლობა.
შიდა წვის ტრადიციულ ძრავას (ICE) აქვს მრავალი მნიშვნელოვანი ნაკლი, რაც მეცნიერებს აიძულებს ეძებონ მისი ღირსეული შემცვლელი. ასეთი ალტერნატივის ყველაზე პოპულარული ვარიანტია ელექტროძრავა, მაგრამ ეს არ არის ერთადერთი, რომელსაც შეუძლია კონკურენცია გაუწიოს შიდა წვის ძრავას. ეს სტატია ყურადღებას გაამახვილებს წყალბადის ძრავაზე, რომელიც სამართლიანად ითვლება საავტომობილო ინდუსტრიის მომავალად და შეუძლია პრობლემის გადაჭრა. მავნე გამონაბოლქვიდა საწვავის მაღალი ღირებულება.
Მოკლე ისტორია
მიუხედავად იმისა, რომ გარემოს დაცვა მხოლოდ ახლა იქცა მასობრივ პრობლემად, ცვლილებასთან დაკავშირებით სტანდარტული ძრავაშიდა წვის მეცნიერები ამაზე ადრეც ფიქრობდნენ. ამრიგად, წყალბადით მომუშავე ძრავამ "სამყარო დაინახა" ჯერ კიდევ 1806 წელს, რასაც ხელი შეუწყო ფრანგმა გამომგონებელმა ფრანსუა ისააკ დე რივაზმა (მან წყალბადი გამოიმუშავა წყლის ელექტროლიზით).
გავიდა რამდენიმე ათეული წელი და წყალბადის ძრავის პირველი პატენტი გაიცა ინგლისში (1841), ხოლო 1852 წელს გერმანელმა მეცნიერებმა შეიმუშავეს შიდა წვის ძრავა, რომელსაც შეეძლო ემუშავა ჰაერ-წყალბადის ნარევზე.
მეოცე საუკუნის პირველ ნახევარში საზოგადოების ინტერესი წყალბადის ძრავების მიმართ დაბალი იყო, მაგრამ 70-იანი წლების საწვავის და ენერგეტიკული კრიზისის მოსვლასთან ერთად სიტუაცია მკვეთრად შეიცვალა. კერძოდ, 1879 წ BMW კომპანიაგამოუშვა პირველი მანქანა, რომელიც საკმაოდ წარმატებული იყო წყალბადზე (აფეთქებების და გამონაბოლქვი მილიდან წყლის ორთქლის გაჩენის გარეშე).
BMW-ს შემდეგ სხვებმა დაიწყეს მუშაობა ამ მიმართულებით მანქანების მსხვილი მწარმოებლებიდა გასული საუკუნის ბოლოს, თითქმის ყველა თავმოყვარე ავტოკომპანიას უკვე ჰქონდა წყალბადის საწვავზე მანქანის შემუშავების კონცეფცია. თუმცა, ნავთობის კრიზისის დასრულებასთან ერთად, საზოგადოების ინტერესი საწვავის ალტერნატიული წყაროების მიმართ გაქრა, თუმცა დღესდღეობით ის კვლავ იწყებს გაღვიძებას, რაც გამოწვეულია გარემოსდამცველებით, რომლებიც იბრძვიან მანქანების გამონაბოლქვი აირების ტოქსიკურობის შესამცირებლად.
უფრო მეტიც, ენერგიის ფასები და საწვავის დამოუკიდებლობის მოპოვების სურვილი მხოლოდ ხელს უწყობს თეორიული და პრაქტიკული კვლევის ჩატარებას მსოფლიოს მრავალი ქვეყნის მეცნიერების მიერ. ყველაზე აქტიური BMW კომპანიებია, Ჯენერალ მოტორსი, Honda Motor, Ford Motor.
Საინტერესო ფაქტი! წყალბადი არის ყველაზე უხვი ელემენტი სამყაროში, მაგრამ მისი სუფთა სახით პოვნა ჩვენს პლანეტაზე ძალიან რთული იქნება.
წყალბადის ძრავის მუშაობის პრინციპი და ტიპები
მთავარი განსხვავება წყალბადის მცენარესა და ტრადიციული ძრავებიარის საწვავის სითხის მიწოდების მეთოდი და სამუშაო ნარევის შემდგომი ანთება. ამავდროულად, უცვლელი რჩება ამწე მექანიზმის ორმხრივი მოძრაობების სასარგებლო სამუშაოდ გარდაქმნის პრინციპი. იმის გათვალისწინებით, რომ წვა მაზუთისაკმარისად ნელია საწვავი-ჰაერის ნარევიავსებს წვის კამერას მანამ, სანამ დგუში მიაღწევს თავის ზედა პოზიციას (ე.წ. ზედა მკვდარი ცენტრი).
წყალბადის სწრაფი რეაქცია შესაძლებელს ხდის ინექციის დროის გადატანას იმ მომენტთან, როდესაც დგუში იწყებს დაბრუნებას. ქვედა მკვდარიწერტილი. უნდა აღინიშნოს, რომ საწვავის სისტემაში წნევა სულაც არ იქნება მაღალი.
თუ წყალბადის ძრავისთვის შეიქმნა იდეალური სამუშაო პირობები, მაშინ მას შეიძლება ჰქონდეს დახურული ტიპის საწვავის მიწოდების სისტემა, როდესაც ნარევი ფორმირების პროცესი ხდება ატმოსფერული მონაწილეობის გარეშე. ჰაერის ნაკადები... ამ შემთხვევაში, შეკუმშვის ინსულტის შემდეგ, წყლის ორთქლი რჩება წვის კამერაში, რომელიც რადიატორში გავლისას კონდენსირდება და ისევ ჩვეულებრივ წყალში გადაიქცევა.
თუმცა, ამ ტიპის მოწყობილობის გამოყენება შესაძლებელია მხოლოდ მაშინ, როდესაც მანქანას აქვს ელექტროლიზატორი, რომელიც გამოყოფს წყალბადს წყლისგან ჟანგბადთან მისი ხელახალი რეაქციისთვის. ჩართულია ამ მომენტშიასეთი შედეგების მიღწევა უკიდურესად რთულია. იგი გამოიყენება ძრავის სტაბილური მუშაობისთვის, ხოლო მისი ორთქლები გამონაბოლქვი აირების ნაწილია.
აქედან გამომდინარე, ელექტროსადგურის უპრობლემოდ გაშვება და მისი სტაბილური მუშაობა ჟანგბადის გაზზე ატმოსფერული ჰაერის გამოყენების გარეშე ჯერჯერობით შეუსრულებელი ამოცანაა. საავტომობილო წყალბადის ქარხნების ორი ვარიანტი არსებობს:წყალბადის საწვავის უჯრედების და წყალბადის შიდა წვის ძრავების ბაზაზე მომუშავე დანაყოფები.
წყალბადის საწვავის უჯრედებზე დაფუძნებული ელექტროსადგურები
საწვავის უჯრედების მუშაობის პრინციპი ეფუძნება ფიზიკურ და ქიმიურ რეაქციებს. სინამდვილეში, ეს არის იგივე ტყვია დატენვის ბატარეები, მაგრამ საწვავის უჯრედის ეფექტურობა ოდნავ აღემატება ბატარეას და არის დაახლოებით 45% (ზოგჯერ მეტი).
წყალბად-ჟანგბადის საწვავის უჯრედის სხეულში მოთავსებულია მემბრანა (იგი მხოლოდ პროტონებს ატარებს), რომელიც გამოყოფს კამერას ანოდით და კამერას კათოდით. წყალბადი ანოდთან ერთად ხვდება კამერაში, ჟანგბადი კი კათოდური კამერაში. თითოეული ელექტროდი წინასწარ დაფარულია კატალიზატორის ფენით, რომელსაც ხშირად უკრავს პლატინა. როდესაც მას ექვემდებარება, მოლეკულური წყალბადი იწყებს ელექტრონების დაკარგვას.
ამავდროულად, პროტონები მემბრანის გავლით კათოდში გადიან და იმავე კატალიზატორის გავლენით უერთდებიან გარედან მოსულ ელექტრონებს. რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება წყალი, ხოლო ანოდის კამერიდან ელექტრონები გადადიან ძრავთან დაკავშირებულ ელექტრულ წრეში. მარტივად რომ ვთქვათ, ვიღებთ ელექტრულ დენს, რომელიც კვებავს ძრავას.
საწვავის უჯრედებზე დაფუძნებული წყალბადის ძრავები ახლა გამოიყენება Niva მანქანებზე, რომლებიც აღჭურვილია Antel-1 ელექტროსადგურით და Lada 111 მანქანებით Antel-2 განყოფილებით, რომლებიც შეიმუშავეს ურალის ინჟინრებმა.პირველ შემთხვევაში, ერთი დამუხტვა საკმარისია 200 კმ-ზე, ხოლო მეორეში - 350 კმ-ზე.
უნდა აღინიშნოს, რომ ასეთი წყალბადის ძრავების დიზაინში შემავალი ლითონების (პალადიუმის და პლატინის) მაღალი ღირებულების გამო, ასეთ დანადგარებს აქვთ ძალიან მაღალი ღირებულება, რაც მნიშვნელოვნად ზრდის ავტომობილის ფასს, რომელზეც ისინი დამონტაჟებულია.
Იცი?Toyota-მ საწვავის უჯრედების ტექნოლოგიით მუშაობა 20 წლის წინ დაიწყო. დაახლოებით იმ პერიოდში დაიწყო პროექტიც. ჰიბრიდული მანქანაპრიუსი.
წყალბადის შიდა წვის ძრავები
ამ ტიპის ელექტროსადგური ძალიან ჰგავს დღეს გავრცელებულ პროპან ძრავებს, ამიტომ პროპანიდან წყალბადის საწვავზე გადასასვლელად საკმარისია ძრავის უბრალოდ ხელახალი კონფიგურაცია. ასეთი გადასვლის მრავალი მაგალითი უკვე არსებობს, მაგრამ უნდა ითქვას, რომ ამ შემთხვევაში ეფექტურობა ოდნავ დაბალი იქნება, ვიდრე საწვავის უჯრედების გამოყენებისას. ამავდროულად, 1 კვტ წყალბადის ენერგიის მისაღებად საჭიროა ნაკლები, რაც სრულად ანაზღაურებს ამ მინუსს.
ამ ნივთიერების გამოყენება ჩვეულებრივი ძრავაშიდა წვა გამოიწვევს სხვადასხვა პრობლემებს. Პირველადშეკუმშვის მაღალი ტემპერატურა წყალბადს „აიძულებს“ რეაგირებას მოახდინოს ძრავის მეტალის ნაწილებთან ან თუნდაც ძრავის ზეთი. მეორეც, თუნდაც მცირე გაჟონვა ცხელთან შეხებისას გამონაბოლქვი კოლექტორიაუცილებლად გამოიწვევს ხანძარს.
ამ მიზეზით, მხოლოდ ელექტრო ერთეულებიმბრუნავი ტიპის, რადგან მათი დიზაინი ამცირებს ხანძრის რისკს წყალმიმღებ და გამონაბოლქვი კოლექტორებს შორის მანძილის გამო. ნებისმიერ შემთხვევაში, ყველა პრობლემა აქამდე გვერდი აუარა, რაც შესაძლებელს ხდის წყალბადის საკმაოდ პერსპექტიულ საწვავად განხილვას.
წყალბადით მომუშავე ავტომობილის კარგი მაგალითია ექსპერიმენტული BMW 750hL სედანი, რომლის კონცეფცია დაინერგა ჯერ კიდევ 2000-იანი წლების დასაწყისში.მანქანა აღჭურვილია თორმეტცილინდრიანი ძრავით სარაკეტო საწვავიდა საშუალებას აძლევს მანქანას აჩქარდეს 140 კმ / სთ. წყალბადი თხევადი სახით ინახება სპეციალურ ავზში და მისი ერთ-ერთი მარაგი საკმარისია 300 კილომეტრისთვის. თუ ის მთლიანად მოიხმარება, სისტემა ავტომატურად გადადის ბენზინის ენერგიაზე.
წყალბადის ძრავა დღეს ბაზარზეა
მეცნიერთა ბოლოდროინდელმა კვლევამ წყალბადის ძრავების მუშაობის სფეროში აჩვენა, რომ ისინი არა მხოლოდ ძალიან ეკოლოგიურად სუფთაა (როგორც ელექტროძრავები), არამედ შეიძლება იყოს ძალიან ეფექტური მუშაობის თვალსაზრისით. უფრო მეტიც, მიხედვით ტექნიკური მაჩვენებლებიწყალბადის ელექტროსადგურები გვერდს უვლიან მათ ელექტრო კოლეგებს, რაც უკვე დადასტურებულია (მაგალითად, Honda Clarity).
ასევე უნდა აღინიშნოს, რომ Tesla Powerwall-ის სისტემებისგან განსხვავებით, წყალბადის ანალოგებს აქვთ ერთი მნიშვნელოვანი მინუსი:
დატენეთ ბატარეა მზის ენერგიაარ იმუშავებს, სამაგიეროდ მოგიწევთ მოძებნოთ სპეციალური ბენზინგასამართი სადგური, რომელიც დღეს, თუნდაც გლობალური მასშტაბით, არც ისე ბევრია.
ახლა Honda Clarity გამოვიდა საკმაოდ შეზღუდული პარტიაში და მანქანის ყიდვა შეგიძლიათ მხოლოდ ამომავალი მზის ქვეყანაში, რადგან მანქანა ევროპასა და ამერიკაში მხოლოდ 2016 წლის ბოლოს გამოჩნდება.
საინტერესოა იცოდე!Power Exporter 9000 ალტერნატორს (სურვილისამებრ Honda Clarity-თან ერთად) შეუძლია ყველა საყოფაცხოვრებო ტექნიკის ენერგია თითქმის ერთი კვირის განმავლობაში.
ასევე ჩვენს დროში იწარმოება სხვა მანქანები, რომლებიც წყალბადის საწვავს იყენებენ. მათ შორისაა Mazda RX-8 წყალბადი და BMW Hydrogen 7 (ჰიბრიდები, რომლებიც მუშაობენ თხევად წყალბადზე და ბენზინზე), ასევე Ford E-450 და MAN ავტობუსები. ლომის ქალაქიავტობუსი.
სამგზავრო მანქანებს შორის, დღეს წყალბადის მანქანების ყველაზე თვალსაჩინო წარმომადგენლები არიან ავტომობილები. Mercedes-Benz GLC F-Cell(არსებობს ჩვეულებრივი საყოფაცხოვრებო ქსელიდან დატენვის შესაძლებლობა და ენერგიის ჯამური რეზერვი დაახლოებით 500 კმ-ია), ტოიოტა მირაი(მხოლოდ წყალბადზე მუშაობს და ერთი შევსება კი საკმარისი უნდა იყოს 650 კმ-ზე) და Honda fcx სიცხადე(გამოცხადებული საკრუიზო დიაპაზონი 700 კმ-ს აღწევს). მაგრამ ეს ყველაფერი არ არის, რადგან წყალბადის საწვავზე მომუშავე მანქანებს სხვა კომპანიებიც აწარმოებენ, მაგალითად, Hyundai (Tucson FCEV).
წყალბადის ძრავების დადებითი და მთავარი უარყოფითი მხარეები
ყველა თავისი უპირატესობით, არ შეიძლება ითქვას, რომ წყალბადის ტრანსპორტი მოკლებულია გარკვეულ მინუსებს. კერძოდ, უნდა გვესმოდეს, რომ წყალბადის აალებადი ფორმა ოთახის ტემპერატურაზე და ნორმალურ წნევაზე არის გაზის სახით, რაც იწვევს გარკვეულ სირთულეებს ასეთი საწვავის შენახვასა და ტრანსპორტირებაში. ანუ არსებობს სერიოზული პრობლემაუსაფრთხო ავზების დაპროექტება წყალბადისთვის, რომელიც გამოიყენება ავტომობილებისთვის საწვავად.
გარდა ამისა, ცილინდრები ამ ნივთიერებით მოითხოვს პერიოდული შემოწმებადა სერთიფიკატები, რომელთა შესრულება შესაძლებელია მხოლოდ კვალიფიციური სპეციალისტებილიცენზირებული.ამ პრობლემებს ასევე უნდა დაემატოს წყალბადის ძრავის შენარჩუნების მაღალი ღირებულება, რომ აღარაფერი ვთქვათ ბენზინგასამართი სადგურების ძალიან შეზღუდულ რაოდენობაზე (ყოველ შემთხვევაში, ჩვენს ქვეყანაში).
არ დაგავიწყდეთ, რომ წყალბადის ინსტალაცია ზრდის მანქანის წონას, რის გამოც ის შეიძლება არ იყოს ისეთი მანევრირებადი, როგორც თქვენ გსურთ. ამიტომ, ყოველივე ზემოთქმულის გათვალისწინებით, კარგად დაფიქრდით: ღირს თუ არა წყალბადის სატრანსპორტო საშუალების ყიდვა, თუ ჯობია გადადოთ.
თუმცა, უნდა ითქვას, რომ ასეთ გადაწყვეტას ბევრი უპირატესობა აქვს. Პირველადთქვენი მანქანა არ დააბინძურებს გარემოტოქსიკური გამონაბოლქვი აირები, მეორეცწყალბადის მასობრივი წარმოება ხელს შეუწყობს საწვავის ფასების სწრაფად ცვალებადობისა და მიწოდების შეფერხების პრობლემის მოგვარებას საერთო ტიპებისაწვავის სითხეები.
გარდა ამისა, მეთანის მილსადენები უკვე აშენდა ბევრ ქვეყანაში და მათი ადვილად ადაპტირება შესაძლებელია წყალბადის ტუმბოსთვის, ბენზინგასამართ სადგურებზე შემდგომი მიწოდებით. წყალბადის წარმოება შესაძლებელია როგორც მცირე მასშტაბით, ანუ ზე ადგილობრივ დონეზეხოლო დიდი რაოდენობით - დიდ, ცენტრალიზებულ საწარმოებში. წყალბადის წარმოების ზრდა დამატებითი სტიმული იქნება ამ ნივთიერების მიწოდების გაზრდისთვის საშინაო მიზნებისთვის (მაგალითად, სახლებისა და ოფისების გათბობისთვის).
გამოიწერეთ ჩვენი არხები
წყალბადი დიდი ხანია ითვლებოდა ბენზინის ერთ-ერთ საუკეთესო შემცვლელად. ეს გასაკვირი არ არის, რადგან მისი წვის დროს გამოიყოფა წყალი და არა მავნე ნივთიერებები. მაგრამ, მიუხედავად ყველა აშკარა უპირატესობისა, კამათი და დისკუსია წყალბადის მანქანის შესახებ ჯერ კიდევ გრძელდება. და ეს იმისდა მიუხედავად, რომ მრავალი კორპორაცია, Toyota, BMW, Ford, მუდმივად მუშაობს ასეთი გაზის გამოყენებაზე, როგორც ენერგიის წყაროს მანქანის გადაადგილებისთვის.
წყალბადის ქარხანა მანქანისთვის, ყველაფერი ამით დაიწყო
ისტორიული ცნობებით პირველი შიდა წვის ძრავაიყო წყალბადი, თუმცა ზოგჯერ გამოიყენებოდა მანათობელი გაზი. მაგრამ ასეთი ძრავის გაუმჯობესებას კიდევ მრავალი წელი დასჭირდა და მხოლოდ 1859 წელს აშენდა პირველი თვითმავალი ეკიპაჟი, რომლისთვისაც აღნიშნული აირები ემსახურებოდა საწვავს. ასე რომ, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ თანამედროვე ტრანსპორტირება წყალბადის მანქანით დაიწყო. თუმცა მოგვიანებით მან გზა ბენზინს დაუთმო.
ცნობილია რამდენიმე შემთხვევა, როდესაც ჩვეულებრივი საწვავის არარსებობის შემთხვევაში, წყალბადის გენერატორი მანქანას საწვავს აწვდიდა. მაგრამ მიუხედავად ამისა, ენერგიის ასეთი წყაროს ყველა უპირატესობით, მას არ ჰპოვა ფართო გამოყენება, თუმცა ბევრი საავტომობილო კორპორაცია, როგორიცაა Toyota, მუშაობს წყალბადის საწვავზე მანქანის შექმნის შესაძლებლობაზე და უნდა ითქვას, რომ უშედეგოდ .
წყალბადის ძრავების შესახებ
ცნობილია რამდენიმე განსხვავებული ვარიანტი, თუ რა შეიძლება იყოს ასეთი ძრავა და რა შეიძლება ეფუძნებოდეს მის მუშაობას.
წყალბადის წვა
ეს არის ჩვეულებრივი შიდა წვის ძრავა, რომელიც მუშაობს უშუალოდ წყალბადზე ან მის ნარევზე ბენზინზე. ასეთი დანამატის შედეგად, ნარევის წვა უმჯობესდება, ძრავის ეფექტურობა, წვის დროს ნახშირბადის მონოქსიდის შემცველობა მცირდება. ამასთან, მანქანის დიზაინში უნდა იყოს შეყვანილი წყალბადის, უფრო მეტიც, თხევადი შესანახი ავზი. ეს არ ამატებს ადგილს საბარგულში და არ აუმჯობესებს ავარიის დროს უსაფრთხოებას.
წყალბადის გამოყენების ამ პრინციპს BMW ახორციელებს და კომპანია თავის მთავარ ამოცანად მიიჩნევს ნებისმიერი ტიპის საწვავის (ბენზინი, წყალბადი) გამოყენების შესაძლებლობას. რამდენიმე ნიმუში უკვე შეიქმნა და წარმატებით ფუნქციონირებს უკვე დიდი ხანია, მუშაობს მსგავსი პრინციპით. მართალია, ამ შემთხვევაში, ძირითადად, რჩება ჩვეულებრივი მანქანისთვის დამახასიათებელი უარყოფითი მხარეები.
საწვავის უჯრედები
წყალბადის გამოყენების კიდევ ერთი გზაა საწვავის უჯრედში. მისი დიზაინი ნაჩვენებია ფიგურაში 
წყალბადისა და ჟანგბადის მოლეკულების ანოდში და კათოდში გავლის და მათი ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება წყალი და ელექტრული დენი. თუ რამდენიმე ასეთ ელემენტს დააკავშირებთ, მიიღებთ ერთგვარ გენერატორს, რომელიც უზრუნველყოფს ელექტროძრავის მუშაობას. სინამდვილეში, ელექტრული დენის ელექტროქიმიური გენერატორი იქმნება ანალოგიურად.
მანქანის აგების ამ ვარიანტს, რომელიც წყალბადს საწვავად იყენებს, ახორციელებს Toyota. ის აპირებს პროტოტიპიდან გადასვლას სერიული წარმოებასაწვავის უჯრედებზე დაფუძნებული ელექტრო მანქანები. Toyota-ს წყალბადის ავტომობილი 2015 წლიდან გამოდის.
წყალბადი ასე კარგია?
ითვლება, რომ წყალბადის გამოყენებით მანქანის ყველაზე მნიშვნელოვანი უპირატესობა მისი გარემოსდაცვითი კეთილგანწყობაა.ზოგადად მიღებულია, რომ როდესაც წყალბადი იწვება ნახშირბადის მონოქსიდის ნაცვლად და სხვა მავნე ნივთიერებებიგამოჩნდება წყალი, უფრო სწორად წყლის ორთქლი. თუმცა, ეს არ იყენებს სუფთა ჟანგბადს, არამედ ჰაერს, რომელიც შეიცავს აზოტს. შედეგად, წვის პალატაში წარმოიქმნება აზოტის ოქსიდები. და მათი გარემოზე ზემოქმედება შეიძლება ბევრად უარესი იყოს, ვიდრე ჩვეულებრივი გამონაბოლქვი აირები.
გარდა ამისა, უნდა აღინიშნოს, რომ შეხება ცხელ ნაწილებთან ICE წყალბადი, შეიძლება გამოიწვიოს მისი ანთება. ამიტომ, ასეთი საწვავის გამოსაყენებლად ყველაზე შესაფერისია მბრუნავი ძრავა, რომელშიც გაზი ცივ ნაწილში შედის, შემდეგ კი გამოხდება ცხელ ნაწილში. 
ზოგადად არის ძალიან დიდი კამათი იმაზე, აქვს თუ არა წყალბადის მანქანას არსებობის უფლება. აქ რამდენიმე პრობლემაა, რომელთა გადაწყვეტის გარეშე ასეთი ტექნიკის მომავალზე საუბარი აზრი არ აქვს. გასათვალისწინებელია, რომ ჯერ წყალბადი უნდა მივიღოთ, რაც გარკვეულ ინსტალაციას მოითხოვს. მისი წარმოების წყარო შეიძლება იყოს წყალი ან მეთანი.
სწორედ აქ ჩნდება ერთ-ერთი მთავარი პრობლემა.
- მეთანი თავისთავად კარგი ენერგიის გადამზიდავია და საკმაოდ ირაციონალურია მისი დამატებითი დამუშავება, რათა მოგვიანებით დაწვა მზა პროდუქტი, თქვენ შეგიძლიათ დაუყოვნებლივ დაწვათ მეთანი ზედმეტი ხარჯების გარეშე.
- წყალთან ერთად სურათი კიდევ უფრო საინტერესოა. ერთი კუბური მეტრი წყალბადის მისაღებად საჭიროა ოთხჯერ მეტი ელექტროენერგიის დახარჯვა, ვიდრე ამ მოცულობის გაზის დაწვით შეიძლება გამომუშავდეს.
- გასათვალისწინებელია, რომ წყალბადის წარმოების დროს მოხდება მავნე ნივთიერებების გამოყოფა და რა იქნება უკეთესი უცნობია. მანქანიდან გამონაბოლქვი აირების გამოყოფის ნაცვლად, გაზის მიღებისას წარმოიქმნება საკუთარი ნარჩენები.
- გარდა ამისა, შენახვა ძალიან პრობლემური საკითხია. ეს ჯერ არ არის გადაწყვეტილი, წყალბადს შეუძლია შეაღწიოს ნებისმიერ მასალაში და ის უნდა იყოს შენახული თხევადი სახით და ეს ჯერ კიდევ დამატებითი ხარჯია და არცთუ მცირე, რომელიც უნდა დაემატოს წარმოების ეტაპზე გაწეულს. და გაზის გაჟონვის დროს იქმნება ჰაერის ფეთქებადი ნარევი.
შემდეგი პრობლემა, რომელიც პრაქტიკულად წყვეტს წყალბადის საწვავად მანქანის გამოყენებას, არის შესაბამისი ინფრასტრუქტურის არარსებობა. ეს უნდა იქნას გაგებული, პირველ რიგში, როგორც ბენზინგასამართი სადგურების ქსელი. 
ასე რომ, რაც უკვე ითქვა, ცხადი უნდა იყოს, რომ წყალბადი არ არის ენერგიის ალტერნატიული წყარო, ყოველ შემთხვევაში, სანამ არ განხორციელდება მისი იაფი წარმოების მეთოდი. წყალბადის ენერგიის ნათელი მომავლის შესახებ მითები კი მსხვილ კორპორაციებს შორის ბრძოლის მხოლოდ ერთ-ერთი მეთოდია.
და მაინც, შეგიძლიათ სცადოთ - წყალბადის გენერატორი მანქანისთვის
სამრეწველო მასშტაბით წყალბადის ენერგიის შესახებ ასეთი ცუდი დასკვნის მიუხედავად, შეგიძლიათ სცადოთ ეგრეთ წოდებული ბრაუნის გაზის მოპოვების ვარიანტი პირდაპირ მანქანაზე. სინამდვილეში, ეს არის იგივე წყალბადი, წყლის ელექტროლიზის შედეგი, რომელიც ხორციელდება მხოლოდ მანქანაზე. კაპოტის ქვეშ დამონტაჟებულია სპეციალური ინსტალაცია, წყალბადის გენერატორი, რომელიც იკვებება ბორტ ქსელიდან.
გასაგებია, რომ სხვა თანაბარ პირობებში, მოძრაობაზე დახარჯული სიმძლავრე შემცირდება და ენერგიის ნაწილი დამატებით დაიხარჯება გაზის წარმოებაზე. მაგრამ მრავალი ტესტის დროს მიღებული შედეგები აჩვენებს, რომ ასეთ მცენარეს შეუძლია დაზოგოს ბენზინის ოცდაათ პროცენტამდე.
როგორ მუშაობს ასეთი გენერატორი საშუალებას გაძლევთ გაიგოთ სურათი. მისი უმარტივესი ვერსიის დამზადების მაგალითი ნაჩვენებია ვიდეოში.
და
იგი დაფუძნებულია ლითონის ელექტროდებზე, რომელთაგან ზოგი დაკავშირებულია პლუსთან, ზოგი კი მინუს ბ/წმ-თან. შიგნით ჩაედინება წყალი (ლურჯი ისარი) და ჭურჭლიდან ბრაუნის გაზი გამოდის (ლურჯი ისარი). შლანგის მეშვეობით გაზი მიეწოდება შიდა წვის ძრავის შემშვებ კოლექტორს.
როგორ არის ასეთი ინსტალაცია რეალურად განთავსებული ქუდის ქვეშ, ჩანს ფოტოში. 
ასეთი პატარა Brown-ის გაზის გენერატორი საშუალებას მისცემს ნებისმიერ მანქანას ცოტათი დაახლოვდეს Toyota-ს ან BMW-ს კონცერნებთან, დაზოგოს ბენზინზე.
მართალია, კამათი იმის შესახებ, სარგებლობს თუ არა მფლობელი ასეთი მოწყობილობით, არ ცხრება. ზოგი ამტკიცებს, რომ გენერატორი ღირს, ზოგიც, ფორმულებითა და სხვა არგუმენტებით მუშაობს, ამტკიცებს, რომ ეს მითია და სინამდვილეში წყალბადის გენერატორიარავითარი გამოყენება.
წყალბადი მომავლის საწვავად ითვლება, მაგრამ არის ეს? არსებობს მრავალი გამოწვევა მის ყველგან გამოყენებასთან და მიუხედავად იმისა, რომ მსხვილი ავტომწარმოებლები, როგორიცაა Toyota, მნიშვნელოვან ძალისხმევას აკეთებენ ამ მიმართულებით, არსებობს გარკვეული ეჭვი, რომ წყალბადი შეძლებს ბენზინის ჩანაცვლებას უახლოეს მომავალში. მაგრამ არსებობს მოსაზრება, რომ თუ იყენებთ უმარტივეს ყავისფერი გაზის გენერატორს, მაშინ სავსებით შესაძლებელია დაზოგოთ ბენზინი თქვენს მანქანაზე, წყალბადის ენერგიის მოლოდინში.
ბოლო ენერგეტიკულმა კრიზისმა მსოფლიო მოიცვა 2008 წელს და შეიძლება ჩანდეს, რომ ნავთობის რაოდენობასთან დაკავშირებით პრობლემები არ არის: წარმოების ტემპები იზრდება და ფასი უფრო დაბალია. ამის მიუხედავად, ვერავინ უარყოფს, რომ პლანეტის საწვავის მარაგი მცირდება. საავტომობილო კონცერნები იხდიან კვლევასა და განვითარებას ალტერნატიული სახეობებისაწვავი. რივაზის ძრავა, რომელიც წყალზე მუშაობდა, XIX საუკუნის დასაწყისში გამოჩნდა. გამოგონება წარმოდგენილი იყო 1806 წელს და იყო პირველი შიდაწვის ძრავა, რომელიც გადაუსწრო ბენზინს და გაზის ძრავები... დეველოპერები დიდი დროცდილობდა ამ მიმართულებით განვითარება გაეგრძელებინა, მაგრამ ელექტროლიზის ჩასატარებლად და საჭირო რაოდენობის ენერგიის მისაღებად საჭირო იყო დიდი ელექტროენერგია, რამაც ამ ტიპის საწვავი წამგებიანი გახადა. საბოლოოდ, ამან, ფეთქებადობასთან ერთად, ბოლო მოუღო კვლევას.
წყალბადში დაბრუნება მოხდა 1950-იანი წლების ბოლოს. გასულ საუკუნეში: აშშ-ში ტრაქტორებზე საწვავის უჯრედი დამონტაჟდა. სამი წლის შემდეგ, 1962 წელს, წყალბადის ძრავა გამოჩნდა პატარა გოლფის მანქანებში, ხოლო ხუთი წლის შემდეგ, მოტოციკლეტებში. წყალბადი შიდა წვის ძრავებში (ICE) შეიძლება გამოყენებულ იქნას ორი გზით: როგორც ჰიბრიდული ძრავა და როგორც საწვავის უჯრედი.
ჰიბრიდული წყალბადის ძრავა
ჰიბრიდული წყალბადის ძრავა გამოიყენება როგორც ბენზინის ან გაზის დანამატი შიდა წვის ძრავებში. წყალბადის გამოყენება აუმჯობესებს საწვავის აალებადობას, მაგრამ გაზის მაღალი არასტაბილურობა ზრდის ანთების რისკს. მიუხედავად ამ მინუსისა, ლითონის კოროზია და ვიბრაცია მცირდება. წყალბადის გამოსაყენებლად არ არის საჭირო დამატებითი საწვავის ავზი, წყალბადი წარმოიქმნება გამოხდილი წყლისგან. წყალბადის გამოყენებისას მანძილი, რომლის გავლაც შესაძლებელია, იზრდება 30 პროცენტით. გაზის უსაფრთხო გამოყენება შესაძლებელია დაბალ ტემპერატურაზე -30⁰С-მდე და შედარებით მაღალ ტემპერატურაზე +30⁰С-მდე.
საწვავის უჯრედი
საწვავის უჯრედების ძრავები დამოუკიდებლად გამოიმუშავებენ ელექტროენერგიას წყალბადის დაყოფით უარყოფით ელექტრონებად და დადებით პროტონებად. ასეთი ძრავების გამოყენება სასარგებლოა დიდი მოცულობისთვის, ამიტომ ისინი ყველაზე ხშირად გამოიყენება მძიმე სატვირთო მანქანებში. ამ დროისთვის, დანიაში, აშშ-სა და იაპონიაში მიმდინარეობს მატარებლების ტესტირება, რომლებიც მუშაობენ საწვავის უჯრედის ძრავებზე. ეს არის ალტერნატიული საწვავის განვითარების პერსპექტიული გზა, რადგან წყალბადის მოხმარებაა ნაკლები მოხმარებაბენზინი ერთეულ მანძილზე.
ასეთი ძრავების განვითარების კიდევ ერთი სფეროა ავიაცია. ასეთი საწვავის უჯრედი გამოიყენებოდა TU-154 თვითმფრინავში, რა თქმა უნდა, სსრკ-ს დაშლის შემდეგ, ამ მიმართულებით ყველა განვითარება გაყინული იყო. მიუხედავად ამისა, ევროკავშირისა და ჩინეთის მეცნიერები მუშაობენ სამგზავრო თვითმფრინავის პროექტზე, რომელიც წყალბადზე იმუშავებს. იმისთვის, რომ ძრავმა იმუშაოს, ასეთმა თვითმფრინავმა უნდა განავითაროს ჰიპერსიჩქარე, რაც მხოლოდ არსებობის შემთხვევაში იქნება შესაძლებელი დამატებითი ძრავა... წყალბადზე მომუშავე შიდა წვის ძრავის უპირატესობები დაკავშირებულია მის გავლენას გარემოზე და მაღალ ეფექტურობასთან.
გარემოსდაცვითი კეთილგანწყობის მაღალი დონე
რა თქმა უნდა, დაბინძურების დაბალი ხარისხი არსებობს, მაგრამ მანქანის მექანიზმში ზეთის არსებობის გამო. მაშინაც კი, როდესაც წყალბადს ემატება ჩვეულებრივი საწვავი, პროდუქტიულობა იზრდება 20%-ით. 5 კგ წყალბადის საწვავზე მანქანას შეუძლია 500 კმ-მდე გავლა. მეცნიერები თვლიან, რომ წყალბადი ერთადერთი განახლებადი ენერგიის წყაროა.
Მასთან უდაო უპირატესობებიდღეს კიდევ ბევრი უარყოფითი მხარეა, რომლებიც ძირითადად დაკავშირებულია ძრავის დიზაინთან:
- წყალბადის არასტაბილურობა. წყალბადზე მომუშავე შიგაწვის ძრავით მანქანის საწვავის შევსება შესაძლებელია მხოლოდ ბენზინგასამართ სადგურზე. საწვავის შევსება სხვა მანქანიდან ან გზაზე არსებული კასრიდან არ იმუშავებს.
- აფეთქების და ხანძრის საშიშროება. ყველამ იცის ჰინდენბურგის საჰაერო ხომალდის კატასტროფა, რომელიც ფრენის დროს ერთი ნაპერწკლისგან გაჩნდა: ბორტზე მყოფი 97 ადამიანიდან მესამე გარდაიცვალა.
- საწვავის უჯრედების და წყალბადის ძრავის მაღალი ღირებულება, რაც თავის მხრივ ზრდის ავტომობილის ღირებულებას. წყალბადის ძრავით ანალოგი ორჯერ მეტი ღირს. წყალბადით მომუშავე მანქანის შენარჩუნება 100-ჯერ უფრო ძვირია, ვიდრე ჩვეულებრივი ძრავა.
- წყალბადის ძრავა დიდ მოცულობას იკავებს. სატვირთო მანქანებსა და ავტობუსებში ეს არ ქმნის რაიმე უხერხულობას, მაგრამ სამგზავრო მანქანებიმცირდება ბარგის განყოფილების მოცულობა.
წყალბადის ძრავა არ არის ფანტაზია. მაგალითად, Honda-მ, Toyota-მ და Hyndai-მ დააარსეს ხაზი წყალბადის ძრავებით მანქანების წარმოებისთვის და მჭიდროდ დაიკავეს ბაზარი: Toyota Mirai (2015), Honda FCX Clarity (2008), Hyundai ix35 Fuel Cell. გასული წლის დეკემბრის შუა რიცხვებში Audi-ის წლისგამოაცხადა გაცემის გადაწყვეტილება ახალი კონცეფციაწყალბადზე - Q6 H-Tron.
მიუხედავად ყველა უარყოფითი მხარეებისა, წყალბადი ერთადერთი განახლებადი და შეუზღუდავი რესურსია პლანეტაზე. იმისთვის, რომ ასეთი შიდა წვის ძრავით მანქანები ფართოდ გავრცელდეს, მეცნიერებმა და დეველოპერებმა უნდა გადაწყვიტონ, როგორ აღმოფხვრას უარყოფითი მახასიათებლები და შეამცირონ მექანიზმის ღირებულება, ხოლო სახელმწიფოებმა უნდა შექმნან ინფრასტრუქტურა ისე, რომ წყალბადის მანქანები შეწყდეს. იშვიათობა გზებზე.