Schema de funcționare a unui motor cu ardere internă pe hidrogen. Tipuri și principiul de funcționare a motoarelor cu hidrogen

Companiile auto dezvoltă noi tipuri de motoare pentru mașinile viitorului. Cineva pariază pe motoare electrice, în timp ce cineva dezvoltă motoare cu hidrogen. Luați în considerare motorul cu hidrogen și avantajele acestuia.

Cum functioneazã?

O mașină alimentată cu hidrogen are o așa-numită pilă de combustibil sau, științific, un generator electrochimic. Acesta este un fel de baterie „eternă”, în interiorul căreia are loc reacția de oxidare a hidrogenului, iar ieșirea este vapori de apă puri, azot și electricitate. Acestea. evacuarea unei astfel de mașini cu hidrogen este ecologică, conține zero dioxid de carbon CO2.

masina cu celule de combustibil practic o mașină electrică. Doar cu o baterie mai compactă: capacitate baterie litiu-ion De 10 ori mai puțin decât o mașină electrică convențională. Aici, bateria este necesară doar ca tampon pentru a stoca energia obținută din frânarea regenerativă și pentru porniri rapide la rece.

Faptul este că principala sursă de energie - un bloc de celule de combustibil - nu intră imediat în modul de funcționare. Pe primele prototipuri mașini cu hidrogen asta a durat aproximativ o oră și jumătate. Pe cele moderne - nu mai mult de 2 minute pentru a începe transformarea hidrogenului și a aerului în vapori de apă, azot și electricitate. Dar pentru încălzire Temperatura de Operare când randamentul unității atinge 90% durează de la 15 minute până la o oră în funcție de temperatura ambiantă.

Cilindrii stochează 5 kg de hidrogen, oferind o autonomie de croazieră de până la 500 km. Umplerea completă a butelilor va dura trei minute.

Principalele dezavantaje

Principalul dezavantaj este costul ridicat. Pe lângă un generator electrochimic, care în producția de masă poate costa mai puțin decât bateriile pentru vehicule electrice, sunt necesare și rezervoare puternice și ușoare. Pentru aceasta, se folosește fibră de carbon scumpă.

Următorul neajuns grav- eficienta energetica. Dacă se foloseşte hidrogen de îndată ce intermediarîn lanțul de livrare a energiei de la centrala electrică la roțile mașinii, atunci eficiența nu va fi mai mare de 30%, ținând cont de pierderile pentru pomparea și răcirea hidrogenului înainte de realimentare. Spre deosebire de 70-80% pentru vehiculele electrice.

Dacă hidrogenul este obținut din gazul petrolier asociat, atunci eficiența devine incomparabil mai mare - până la 70%. Adevărat, cu prețul emisiilor de dioxid de carbon.

Dacă acum producem mașini cu motoare pe hidrogen, atunci de unde putem obține benzinării? În Europa, numărul de stații de alimentare cu hidrogen se numără pe degete, nu le avem deloc. Pentru astfel de cazuri, inginerii au inventat un motor bivalent care poate funcționa simultan atât cu hidrogen, cât și cu benzină. Acum proprietar mașina asta nu va depinde de disponibilitatea la benzinărie combustibil hidrogen.

Vedeți, în cinci-zece ani, când numărul stațiilor de alimentare cu hidrogen din Europa crește, atunci mașinile cu hidrogen vor prinde viață. În timp ce realitățile de astăzi nu sunt roz. Luați cel puțin costul mașinii pe o curățare elemente de hidrogen- depaseste costul masina obisnuita aproape de două ori. Și versiuni hibride cu 20 la sută mai scumpe.

Vânzările Toyota Mirai ("viitorul" în japoneză) - primul din lume mașină de stoc cu un motor cu hidrogen. Prețul noutății este de 7.236.000 de yeni (aproximativ 61.100 de dolari), în timp ce guvernul japonez subvenționează achiziția cu 2,02 milioane de yeni (puțin peste 17.000 de dolari). Conform planurilor companiei, vânzările ar fi trebuit să înceapă în primăvara lui 2015, însă, întrucât numărul de precomenzi a depășit așteptările, s-a decis amânarea datei la o dată anticipată.

Mirai este un sedan cu patru uși propulsat de un motor electric cu o capacitate de 151 CP. s., care primește energie de la un convertor, a cărui substanță inițială este hidrogenul, depozitat în două rezervoare din fibră de carbon sub o presiune de 70 MPa. Cerut pentru reactie chimica oxigenul vine direct de la caloriferul mașinii în timp ce aceasta este în mișcare. O realimentare este suficientă pentru o alergare de 480 km, iar umplerea în sine cu 5 kilograme (170 litri) de hidrogen durează aproximativ 3 minute. Viteza maximă a lui Mirai este de 111 mph (aproximativ 180 km/h), în timp ce este nevoie de 9 secunde pentru a accelera până la 100 km/h.

Sub capota Miraiului

În Europa, mașina va fi prezentată oficial la Salonul Auto de la Geneva, iar în America, vânzările vor începe la sfârșitul anului viitor la un preț de 57.500 de dolari (care este comparabil cu creația lui Elon Musk - Mașini electrice Tesla) numai în California și numai în cantitate de 200 de exemplare - pe acest moment Nu există stații de alimentare cu hidrogen în Statele Unite, iar Toyota, împreună cu Air Liquide, intenționează să construiască 12 dintre ele până la începutul vânzărilor - prețul unei stații este de 7,2 milioane de dolari. După cum era de așteptat, prețul final al unei mașini, luând în considerare toate reducerile și subvențiile guvernamentale, ar putea fi de 45.000 USD.

Înăuntrul Mirai

Pe lângă scopul său direct, centrala electrică a mașinii poate servi și ca un fel de centrală electrică de casă pentru casă: inginerii susțin că, cu ajutorul sistemului Power take off pe care l-au dezvoltat, casa japoneză obișnuită poate fi alimentată cu energie electrică generată. timp de 5 zile. Este interesant de remarcat că ideea acestei utilizări non-standard a mașinii a apărut din cauza riscurilor semnificative de dezastre în Japonia, când tsunami-ul lasă orașe întregi fără electricitate.

Indiferent dacă Elon Musk are motive de îngrijorare, TASS, referindu-se la fostul ministru al Arabiei Saudite Ahmed Zaki Yamani, observă că „era petrolului se apropie de sfârșit”:

Ca urmare a proliferării surselor alternative, cererea de petrol va scădea. În domeniul producerii de energie electrică, aceasta este deja înlocuită de turbine nucleare și eoliene. Este încă nevoie de petrol pentru transport, dar cererea acolo scade din cauza răspândirii tot mai mari a hibridului și mașini electrice. Era petrolului se va încheia în sfârșit dacă va fi posibil să introducem practic combustibilul cu hidrogen și să îl producem ieftin.”

Toyota a fost primul dezvoltator care a introdus publicului larg un motor cu hidrogen pentru o mașină. În 1997, ei au prezentat SUV-ul FCHV, care nu a fost niciodată lansat în acel moment.

Astăzi, alte companii efectuează cercetări, printre care:

• Honda Motor,
• Volkswagen,
• Motoare generale,
• Daimler AG,
• motor ford,
• BMW și așa mai departe.

Cum funcționează un motor cu hidrogen?

Vehiculele alimentate cu hidrogen pot fi împărțite în trei grupuri:

• o mașină cu doi purtători de energie, care are un motor extrem de economic care poate funcționa atât pe hidrogen pur, cât și pe un amestec al acestuia. Eficiența unui astfel de motor este de 90–95%, în timp ce cea a unui motor diesel este de 50%, iar cea a unui motor pe benzină este de 35%. Astfel de mașini respectă standardul Euro-4;
• mașină cu hidrogen cu un motor electric încorporat care alimentează pila principală de combustibil instalată la bord. Acum au fost create mașini cu o eficiență de peste 75%;
• mașini obișnuite care funcționează cu amestec sau hidrogen pur. Evacuarea este mult mai curată, iar eficiența va „crește” cu aproximativ 20%.

Cum funcționează un motor cu hidrogen? Există 2 tipuri de centrale electrice conform principiului de funcționare:

• motoare cu hidrogen combustie interna. Se folosește un motor rotativ;
• centrale electrice pe celulele cu hidrogen combustibil - principiul lor de funcționare se bazează pe o reacție chimică. Corpul celulei are o membrană care conduce numai protoni și separă camerele cu electrozi - anodul și catodul. Hidrogenul este furnizat camerei anodice, oxigenul este furnizat camerei catodice. Electrozii sunt acoperiți cu un strat de catalizator, de exemplu, este platină. Hidrogenul molecular pierde electroni sub influența unui catalizator. Protonii sunt conduși prin membrană către catod, sub influența unui catalizator, ca urmare a combinării cu electronii, se formează apă. Electronii părăsesc camera anodului circuit electric care este conectat. Aceasta generează curent pentru a alimenta motorul.

Avantajele unui motor cu hidrogen:

• Produsul de combustie al hidrogenului este apa. Deci, acesta este cel mai ecologic combustibil;
• puterea, răspunsul clapetei de accelerație și alți indicatori ai motorului sunt mai mari decât cele ale celui standard - electricitatea le asigură în totalitate;
• nivel scăzut de zgomot;
• ușurință de întreținere - nu este necesară o transmisie complexă și există mai puține piese de frecare;
• cost scăzut;
• consum redus de combustibil și de mare viteză benzinărie;
• rezervă de putere mai mare;
• Hidrogenul are un mare potențial ca combustibil alternativ, deoarece poate fi obținut dintr-o varietate de surse, inclusiv energie solara sau vântul;
• materia primă principală - apa - este liberă.

Dezavantajele unui motor cu hidrogen:

• Utilizarea pilelor de combustibil în motor conventional este plin de incendiu sau explozie datorită designului său.
• Costul lor este, de asemenea, foarte mare.
• Greutatea mașinii crește ca urmare a utilizării convertoarelor de curent și a bateriilor puternice.
• Procesul de obținere a hidrogenului din apă, de asemenea, nu este ieftin, la fel ca și transportul de combustibil nou.
• Prevăzut și probleme de mediu- o creștere a cantității de hidrogen din atmosferă poate afecta negativ stratul de ozon al Pământului.
• - de asemenea nociv pentru mediu inconjurator proces.
• Una dintre probleme Vehicul pe hidrogen este preț mare platina, necesara reactiei chimice din motor.
• Lipsa hidrogenului benzinării face mașinile cu hidrogen necompetitive în comparație cu mașinile convenționale.
• Problema de stocare nu a fost rezolvată. Până în prezent, se propune păstrarea sub formă lichefiată sau sub formă presiune ridicata dar cercetările sunt în desfășurare.

Pile de combustibil cu hidrogen

ÎN ani diferiti au fost folosite pile de combustibil cu hidrogen:

• pentru tractoare
• locomotive,
• submarine,
• elicoptere
• într-o mașină de golf
• pe o motocicleta.

Mașinile și autobuzele alimentate cu hidrogen folosesc celule cu membrană de schimb de protoni (PEM) și sunt compacte și ușoare.

Auto pe hidrogen

• Toyota care a îmblânzit hidrogenul, Fuel Cell Sedan, este confortul și spațiul modelului standard. Pentru a mări spațiul în cabină și portbagaj, rezervoarele de hidrogen comprimat sunt amplasate în podeaua mașinii. Mașina este proiectată pentru cinci pasageri, prețul va fi de 67.500 USD.
• Tehnologiile spațiale în viața de zi cu zi. BMW Hydrogen 7 și-a dovedit deja capacitățile în practică, aproximativ o sută Mașini BMW Hydrogen 7 a fost testat de personalități importante din cultură, politică, afaceri și mass-media. Experienta de testare in conditii reale a arătat că trecerea la hidrogen este pe deplin compatibilă cu confortul, dinamica și siguranța la care te-ai aștepta de la un BMW. Mașinile pot fi schimbate de la un tip de combustibil la altul. Viteza maximă este de 229 km/h.
• Generator Honda FCX Clarity. Potrivit dezvoltatorilor, este posibil să se conecteze la un transformator și să furnizeze energie electrică la toate aparatele de uz casnic. Rezervoarele de hidrogen sunt sub locurile din spate, și apoi realimentare completă Are suficient combustibil pentru 500 km. Preț de la 62807 USD.
• Parte Autobuze MAN functioneaza pe hidrogen.

Motoarele cu hidrogen ale viitorului

• General Motors (GM) și Honda Motor au început o nouă cooperare în sectorul auto. Ambele companii intenționează să dezvolte în comun pile de combustibil cu hidrogen în următorii șapte ani. Schimbul de know-how va ajuta la reducerea costului tehnologiei și făcându-l un obiectiv major pentru a răspunde la creșterea cerințelor globale de reducere a emisiilor, standardul Euro 4 are un cadru strict.
• Centrala electrică a mașinii poate servi și ca centrală electrică pentru casă, furnizându-i energie timp de 5 zile.
• Fiecare producător în curând se așteaptă să vândă cel puțin o mie de ecocars pe an, prețul așteptat este de 97.000 USD.
• Până în 2050, hidrogenul ca sursă de combustibil va acoperi o treime din energia produsă.

Dar Elon Musk (șeful SpaceX și Tesla) este extrem de critic față de noul combustibil, având în vedere crearea acestuia truc de marketing. Musk a declarat că utilizarea tehnologiei nu va rezolva probleme reale de transport și că în baterii litiu-ion densitatea de stocare a energiei depășește toate dezvoltările hidrogenului. Ce crezi?

Astăzi, mulți producători de automobile se gândesc serios la transportul viitorului. Dacă mai devreme toată lumea paria doar pe vehiculele electrice, astăzi au un concurent serios - mașinile pe combustibil

elemente. Am decis să aflăm ce mașini cu hidrogen pot fi achiziționate astăzi și ce avantaje au.

Principalul avantaj al celulelor de combustibil este raport ridicat acțiune utilă (mai mult de 50%). De asemenea, inginerii notează compactitatea și greutatea relativ mică. instalație de hidrogen comparativ cu omologii pe benzină și diesel.

Dezavantajele hidrogenului includ infrastructura slab dezvoltată a stațiilor de alimentare, explozivitatea unui amestec de hidrogen și aer, costul ridicat al întreținerii unei centrale electrice cu hidrogen și volatilitatea ridicată a hidrogenului (cea mai mare dintre toate gazele comune). Asa de, aproximativ o jumătate de rezervor plin dispare în 9-10 zileîntr-o mașină cu hidrogen.

5. Toyota FCHV

Oficial, crossover-ul a fost introdus în 2002 în Japonia și Statele Unite. Mașina a fost închiriată pentru câteva luni, iar apoi retrasă pentru a verifica rezultatele testelor. Centrala electrică a mașinii era de 90 kW. Masina este imbunatatita tot timpul. Deci, inițial, kilometrajul la o benzinărie a fost de 350 km (exclusiv pe tracțiune electrică de la o baterie încărcată - 50 km). Acum aceste cifre sunt 830, respectiv 100 km. Rezervorul de combustibil al mașinii conține 156 de litri de hidrogen. Viteza maximă a crossover-ului este de aproximativ 160 km/h. În California (SUA), ca experiment, Toyota FCHV au fost testate în taxiuri, dar „umiditatea” tehnologiei nu a justificat încă utilizarea mașinilor cu hidrogen în serviciu cu kilometraj zilnic ridicat.

4. Mercedes-Benz F-Cell

Inginerii germani au creat o mașină cu hidrogen bazată pe hatchback-ul urban Clasa B în 2010, ulterior a fost ușor modernizată. Inițial kilometraj maxim cu o singură încărcare, mașina avea doar 160 km și viteza maxima nu a depășit 132 km/h. În timp, puterea motorului a crescut și a ajuns la maximum 134 CP. s., iar pe un rezervor de hidrogen, hatchback-ul putea depăși 402 km. Mașini Mercedes-Benz F-Cell a fost eliberat utilizatorilor obișnuiți pentru închiriere complet gratuit timp de 3 luni sau jumătate de an. În total, din 2002 până în 2012, compania a produs 69 de utilaje, care sunt încă în funcțiune în principal în SUA, Germania, Franța și Japonia.

3. Honda FCX Clarity

dimensiune completă Honda sedan FCX Clarity a fost introdus oficial în 2006. Productia a inceput in iunie 2008. Vânzările au început în același an exclusiv în Japonia. Mașina a fost disponibilă consumatorilor din Europa și America doar prin leasing la un preț de 600 de dolari pe lună de funcționare. Această sumă includea însăși închirierea mașinii, prețul combustibilului, parcarea și taxele pe mașină. Din 2008 până în 2014, compania a închiriat aproximativ 45 de vehicule numai în SUA și 10 fiecare în Europa și Japonia. Sedanul este echipat cu un motor electric cu o capacitate de 134 CP. din. si un cuplu de 256 Nm. Un rezervor plin de combustibil este suficient pentru aproximativ 380 km. În 2014, producția sedanului a fost redusă, dar managerii de top ai producătorului auto japonez au spus că la sfârșitul anului în curs merită să așteptăm premiera unei noi generații de sedan cu hidrogen.

2. Hyundai ix35 FCEV

Hidrogen crossover coreean Hyundai ix35 FCEV a câștigat o mare popularitate în Statele Unite. Mașina a fost prezentată oficial în data de salon auto international la Seul în 2013. Centrală electrică cu o capacitate de 136 litri. din. iar cu un cuplu maxim de 300 Nm accelerează mașina până la 180 km/h. Un rezervor plin, umplut cu hidrogen la o presiune de 700 de atmosfere, este suficient pentru 600 de kilometri. Interesant este că greutatea combustibilului într-un rezervor de gaz complet umplut este mai mică de 5,5 kg. Producția mașinii a început la sfârșitul anului 2014. Puteți cumpăra un Hyundai ix35 FCEV cu hidrogen în Europa, SUA și unele țări din Asia. Prețul mașinii în Coreea este de 144.000 de dolari, din care 50.000 de dolari sunt compensați de stat.

1.Toyota Mirai

Am acordat primul loc celei mai recente și, după părerea noastră, celei mai de anvergură dezvoltare - Toyota sedan Mirai. Mașina a fost prezentată pentru prima dată la Salonul Auto de la Tokyo 2013. Inițial, mașina a fost numită abrevierea FCV. Producția mașinii a început în martie 2015 în Japonia. Centrala electrica cu o capacitate de 154 litri. din. poate accelera o mașină de dimensiuni mari până la 175 km/h. Sub partea de jos a mașinii sunt 2 rezervoare de combustibil pentru stocarea hidrogenului. O sticlă se află în fața mașinii, iar cealaltă în spate. Raza maximă de deplasare pe o benzinărie este de 650 de kilometri. Costul de bază al mașinii este de aproximativ 70 de mii de dolari, datorită subvențiilor din Japonia, mașina va costa cumpărătorilor doar 30.000 de dolari, în SUA - aproximativ 50.000.

După epuizarea rezervelor naturale de petrol, oamenii vor trebui să se bazeze complet pe acestea vederi alternative primind energie. Motorul cu hidrogen, ca înlocuitor pentru motoarele cu ardere internă care funcționează pe aur negru, este una dintre perspectivele pentru următoarele decenii.

Centralele electrice de acest tip au o eficiență mai mare și un grad mai scăzut de toxicitate. gaze de esapament. Cu toate acestea, principalul avantaj al motoarelor care funcționează pe hidrogen este aprovizionare nelimitată materii prime pentru producerea combustibilului. Apa, ea este cea care poate deveni baza combustibilului viitorului.

Interesul pentru utilizarea hidrogenului a apărut în timpul criza de combustibil 70, dar primul motor cu hidrogen a fost inventat abia la începutul secolului al XIX-lea. Tehnologia a fost cu adevărat folosită în timpul asediului Leningradului, când troliurile baloanelor și transportului erau umplute cu hidrogen.

În ciuda avantajelor evidente, a cunoștințelor despre cum se produce hidrogen și despre utilizarea acestuia pentru funcționarea unui motor cu ardere internă, există câteva „dar” semnificative care încetinesc implementarea acestei tehnologii progresive.

Caracteristicile hidrogenului ca combustibil pentru motoarele cu ardere internă

• după ardere rămân doar vapori de apă;
• reacția este mult mai rapidă decât în ​​cazul benzinei sau motorinei;
• rezistența la detonare vă permite să creșteți raportul de compresie;
• datorită volatilității sale, hidrogenul este capabil să pătrundă în cele mai mici cavități, goluri între părți (numai aliajele speciale de înaltă rezistență sunt capabile să reziste efectelor distructive ale hidrogenului asupra structurii metalice);
• transferul de căldură al arderii hidrogenului este de 2,5 ori mai mare decât cel al unui amestec de benzină;
• gamă largă de răspunsuri. Proporția minimă de hidrogen suficientă pentru a reacționa cu oxigenul este de numai 4%. Această caracteristică vă permite să reglați modurile de funcționare a motorului, dozând consistența amestecului;
• Hidrogenul este stocat într-o stare de agregare comprimată sau lichidă. Când rezervorul se defectează, gazul sub presiune se evaporă.

Având în vedere caracteristicile de mai sus, utilizarea hidrogenului ca combustibil curat pentru motoarele cu ardere internă este imposibilă fără introducerea unor modificări de proiectare. unitate de putere, precum și atașamente.

Dispozitiv și principiu de funcționare

Principala diferență dintre motoarele cu hidrogen și omologii pe benzină sau diesel cu care suntem obișnuiți acum constă în metoda de alimentare și aprindere. amestec de lucru. Principiul conversiei mișcărilor alternative ale KShM în muncă utilă ramane neschimbat. Datorită faptului că arderea combustibilului pe bază de produse petroliere este lentă, camera de ardere este umplută cu un amestec combustibil-aer cu puțin înainte de momentul în care pistonul se ridică la extrem. poziție de vârf(TDC). Viteza fulgerului a reacției cu hidrogen vă permite să schimbați timpul de injecție în momentul în care pistonul își începe mișcare de întoarcere la NMT. În același timp, presiunea în sistem de alimentare nu trebuie să fie mare (4 atm este suficient).

ÎN conditii ideale motorul cu hidrogen poate avea un sistem de alimentare cu energie tip închis. Procesul de amestecare are loc fără participarea aerului atmosferic. După cursa de compresie, apa rămâne în camera de ardere sub formă de abur, care, trecând prin radiator, se condensează și se transformă înapoi în H2O. Acest tip de echipament este posibil dacă pe mașină este instalat un electrolizor, care va separa hidrogenul de apa rezultată pentru reacția cu oxigenul.

În practică, acest tip de sistem este încă greu de implementat. Pentru buna treabași reducând forța de frecare în motoare, se folosește ulei, a cărui evaporare face parte din gazele de eșapament. Pe stadiul prezent dezvoltarea tehnologiei munca durabilă iar pornirea fără probleme a unui motor care funcționează cu gaz exploziv fără utilizarea aerului atmosferic nu este fezabilă.

Modele hibride și posibile modificări

Datorită interesului mare pentru utilizarea hidrogenului ca combustibil pentru motoarele cu ardere internă, motoarele hidraulice cu ardere internă au diverse modificariși tipuri de performanță.

Schema schematică a unui motor hibrid cu hidrogen

Motor proiectat de V.S. Kashcheev, are un dispozitiv diferit. Pe lângă supapa de admisie (6) pentru alimentarea cu aer, supapa de evacuare pentru gazele de evacuare (7), chiulasa are o supapă separată pentru alimentarea cu hidrogen (9) și o bujie (10), care sunt situate în precamera (8). Acesta din urmă este situat în chiulasa deasupra nivelului pistonului în poziția BDC.

După ce pistonul depășește BDC, hidrogenul este furnizat și aprins în camera de ardere (pistonul atrage mai întâi aer prin supape de admisie). Deschis in acelasi timp supapele de evacuare. Din cauza diferenței de presiune atmosferică, gazele de eșapament se precipită în o galerie de evacuare, creând un vid în spatele acestuia, care mută pistonul în PMS și, datorită impulsului, înapoi în poziția sa cea mai joasă. După cum puteți vedea, principiul este ușor diferit, dar esența rămâne aceeași.

Tehnologia centralelor hibride este o etapă intermediară între începerea utilizării hidrogenului ca combustibil și respingerea completă a utilizării produselor petroliere. Mașinile cu motoare de acest tip pot funcționa atât cu benzină, cât și cu hidrogen.

Utilizarea hidrogenului ca component a devenit și mai răspândită. amestec combustibil-aer. Pentru funcționarea motorului cu ardere internă, combustibil convențional și o parte mică gaz exploziv. Acest lucru vă permite să creșteți raportul de compresie și să reduceți toxicitatea gazelor de eșapament.

Unul dintre modalități posibile Dezvoltarea motoarelor cu hidrogen este utilizarea centralelor electrice cu celule de combustie. În timpul reacției chimice a hidrogenului și oxigenului, se eliberează energie, care este folosită pentru a alimenta motoarele electrice ale mașinii.

Dificultăți în operarea motoarelor cu ardere internă pe hidrogen

Principalul obstacol în calea implementării tehnologiei este costul producerii hidrogenului (H2), precum și componentele pentru depozitarea și transportul acestuia. De exemplu, pentru a menține o stare lichefiată, este necesar să se mențină o temperatură stabilă de -253 ° C. mod accesibil obţinerea H2 este electroliza apei. Furnizarea industrială cu hidrogen necesită costuri mari de energie. Acest proces poate fi profitabil de energia nucleară, la care se încearcă, de asemenea, să găsească o alternativă rațională. Transportul și depozitarea gazelor necesită utilizarea de materiale scumpe și mecanisme de înaltă calitate. Alte dezavantaje ale combustibilului cu hidrogen includ:

• explozivitatea. ÎN spatiu inchis o concentrație de gaz detonant suficientă pentru reacție poate provoca o explozie. Poate înrăutăți situația căldură aer. Din cauza grad înalt difuzia hidrogenului, există riscul pătrunderii H2 în colector de evacuare, unde reacția cu fierbinte gaze de esapament va aprinde amestecul. motor rotativ, datorită caracteristicilor de aspect, este mai de preferat pentru o mașină cu hidrogen;
• stocarea hidrogenului necesită o capacitate mare și sisteme speciale, care previn volatilizarea H2 și oferă protecție împotriva deformatii mecanice. Dacă pentru autobuze, camioane sau transport pe apă această caracteristică nu joacă un rol important, atunci mașini pierde metri cubi valoroși din portbagaj;
• în modurile de încărcare la temperatură înaltă, hidrogenul este capabil să provoace un efect distructiv asupra părților grupului cilindru-piston și ulei de motor. Utilizarea aliajelor adecvate şi lubrifianți duce la o creștere a costurilor de producție și de funcționare a motoarelor care funcționează pe hidrogen.

Perspective de dezvoltare

Industria auto este departe de singura zonă în care pot fi utilizate motoare cu hidrogen. Apă, transport feroviar, aviația, precum și diverse echipamente speciale auxiliare pot folosi centrale electrice de acest tip.

Interes pentru implementarea tehnologiei motoare cu hidrogen expune atât filiale cât şi preocupări auto mari(BMW, Volskwagen, Toyota, GM, Daimler AG și alții). Deja acum pe drumuri puteți întâlni nu numai prototipuri, ci și reprezentanți cu drepturi depline gama de modele propulsat de hidrogen. BMW 750i Hydrogen, Honda FSX, Toyota Mirai și multe alte modele s-au dovedit în timpul testelor rutiere. Din păcate, costul ridicat al hidrogenului, lipsa infrastructurii stațiilor de alimentare, precum și un număr suficient de angajați calificați, echipamente pentru reparații și întreținere nu permit lansarea unor astfel de vehicule în productie in masa. Optimizarea întregului ciclu de utilizare a gazului exploziv este sarcina principală a dezvoltării energiei hidrogenului.