După epuizarea rezervelor naturale de petrol, oamenii vor trebui să se bazeze în totalitate pe forme alternative de energie. Motor cu hidrogen ca înlocuitor pentru ICE care rulează pe aur negru este una dintre perspectivele pentru următoarele decenii.
Centralele electrice de acest tip sunt mai eficiente și mai puțin toxice. gaze de esapament... Cu toate acestea, principalul avantaj al motoarelor alimentate cu hidrogen este aprovizionare nelimitată materii prime pentru producerea combustibilului. Apa, ea poate deveni baza combustibilului viitorului.
Interesul pentru utilizarea hidrogenului a început în timpul crizei combustibilului din anii 70, dar primul motor cu hidrogen nu a fost inventat decât la începutul secolului al XIX-lea. Tehnologia a fost de fapt aplicată în timpul blocadei din Leningrad, când troliile de baloane și transportul au fost umplute cu hidrogen.
În ciuda avantajelor evidente, a cunoștințelor metodelor de producere a hidrogenului și a utilizării acestuia pentru funcționarea unui motor cu ardere internă, există câteva „dar” semnificative care încetinesc introducerea acestei tehnologii progresive.
Caracteristicile hidrogenului ca combustibil pentru motoarele cu ardere internă
- după ardere, rămâne 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 combustiei cu hidrogen este de 2,5 ori mai mare decât cel al unui amestec de benzină;
- o gamă largă de reacții. Proporția minimă de hidrogen suficientă pentru a reacționa cu oxigenul este de numai 4%. Această caracteristică vă permite să reglați modurile de funcționare ale motorului prin dozarea consistenței amestecului;
- stocarea hidrogenului se realizează în stare comprimată sau lichidă de agregare. Când rezervorul se defectează, gazul se evaporă sub presiune.
Având în vedere caracteristicile de mai sus, utilizarea hidrogenului ca combustibil curat pentru un motor cu ardere internă este imposibilă fără introducerea unor modificări în designul unității de putere, precum și a atașamentelor.
Dispozitiv și principiu de funcționare
Principala diferență dintre motoarele cu hidrogen și analogii pe benzină sau diesel cu care suntem obișnuiți acum este în modul de alimentare și aprindere amestec de lucru... Principiul transformării mișcărilor alternative ale KShM în lucru util ramane neschimbat. Datorită faptului că arderea combustibilului pe bază de produse petroliere are loc lent, camera de combustie este umplută cu un amestec combustibil-aer puțin mai devreme decât în momentul în care pistonul se ridică la poziția sa extremă superioară (TDC). Viteza fulgerului reacției cu hidrogen permite ca timpul de injecție să fie mutat în momentul în care pistonul începe mișcare de întoarcere la NMT. În acest caz, presiunea din sistemul de alimentare nu trebuie să fie mare (4 atm. Este suficient).
V condiții ideale motorul cu hidrogen poate avea un sistem de alimentare de tip închis. Procesul de formare a amestecului 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 în cazul în care este instalat un electrolizator pe mașină, care separă hidrogenul de apa rezultată pentru a reacționa cu oxigenul.
În practică, acest tip de sistem este încă dificil de implementat. Pentru o funcționare corectă și pentru a reduce forța de frecare a motoarelor, se utilizează ulei, ai cărui vapori fac parte din gazele de eșapament. Pe etapa actuală dezvoltarea tehnologiei, funcționarea stabilă și pornirea fără probleme a unui motor care funcționează pe gaz oxidrogen, fără utilizarea aerului atmosferic, nu sunt fezabile.
Modele hibride și posibile modificări
Datorită interesului mare pentru utilizarea hidrogenului ca combustibil pentru motoarele cu ardere internă, motoarele cu ardere internă au diverse modificăriși tipuri de execuție.
Diagrama dispozitivului unui motor hibrid cu hidrogen
Motorul dezvoltat de V.S. Kashcheev, are un alt dispozitiv. În plus față de supapa de admisie (6) pentru alimentarea cu aer, de evacuare pentru evacuarea gazelor de eșapament (7), chiulasa are o supapă separată pentru alimentarea cu hidrogen (9) și o bujie (10), care sunt situate în camera (8). Acesta din urmă este situat în chiulasa deasupra nivelului pistonului în poziția BDC.
După ce pistonul depășește LDC, hidrogenul este furnizat și aprins în camera de ardere (pistonul atrage preliminar aer prin supape de admisie). În același timp, supape de evacuare... Datorită diferenței de presiune atmosferică, gazele de eșapament se năpustesc în colectorul de eșapament, creând un vid în spatele acestuia, care mută pistonul în TDC și, datorită unui impuls, înapoi în poziția cea mai joasă. După cum puteți vedea, principiul este ușor diferit, dar esența rămâne aceeași.
Tehnologia de propulsie hibridă este o etapă intermediară între începerea utilizării hidrogenului ca combustibil și eliminarea completă a utilizării produselor petroliere. Mașinile cu motoare de acest tip pot funcționa atât pe benzină, cât și pe hidrogen.
Utilizarea hidrogenului ca component al amestecului combustibil-aer a devenit și mai răspândită. Pentru Operațiunea ICE se utilizează combustibil obișnuit și o proporție mică de gaz oxihidrogen. Aceasta îmbunătățește raportul de compresie și reduce toxicitatea gazelor de eșapament.
Una dintre moduri posibile Dezvoltarea motoarelor cu hidrogen este utilizarea centralelor electrice cu pile de combustie. În timpul reacției chimice a hidrogenului și oxigenului, se eliberează energie, care este folosită pentru a alimenta motoarele electrice ale mașinii.
Dificultăți de funcționare a motoarelor cu combustie internă cu hidrogen
Principalul obstacol în calea introducerii tehnologiei este costul producerii hidrogenului (H2), precum și a componentelor pentru depozitarea și transportul acestuia. De exemplu, pentru a păstra starea de lichefiere, este necesar să se mențină o temperatură stabilă de -253 ° C. Cel mai accesibil mod de a produce H2 este electroliza apei. Aprovizionarea industrială cu hidrogen este consumatoare de energie. Acest proces poate fi rentabil de către energia nucleară, care încearcă, de asemenea, să găsească o alternativă rațională. Transportul și depozitarea gazelor necesită utilizarea de materiale scumpe și mecanisme de înaltă calitate. 
Spre alte dezavantaje combustibil hidrogen poate fi atribuit:
- pericol de explozie. V spațiu restrâns o concentrație de oxihidrogen gazos suficientă pentru reacție poate provoca o explozie. Poate agrava situația căldură aer. Din cauza grad înalt difuzia hidrogenului există riscul intrării H2 colector de evacuare unde reacția cu gazele de evacuare fierbinți va aprinde amestecul. Motorul rotativ, datorită particularităților aspectului, este mai de preferat pentru mașina cu hidrogen;
- stocarea hidrogenului necesită un container de volum mare și sisteme speciale, prevenind volatilizarea H2 si asigurand protectie impotriva deformări mecanice... Dacă pentru autobuze, camioane sau transport pe apă o astfel de caracteristică nu joacă un rol important, atunci mașinile pierd valorii metri cubi ai portbagajului;
- în modurile de încărcare la temperaturi ridicate, hidrogenul este capabil să provoace un efect distructiv asupra părților grupului cilindru-piston și a uleiului de motor. Utilizarea aliajelor adecvate și lubrifianți conduce la o creștere a costurilor de producție și exploatare a motoarelor alimentate cu hidrogen.
Perspective de dezvoltare
Industria auto este departe de a fi singura zonă în care pot fi utilizate motoarele cu hidrogen. Apă, transport feroviar, aviația, precum și diverse echipamente speciale auxiliare pot folosi centrale electrice de un tip similar. 
Atât filialele cât și preocupări auto mari(BMW, Volskwagen, Toyota, GM, Daimler AG și altele). Deja pe drumuri puteți găsi nu numai prototipuri, ci și reprezentanți deplini ai gamei de modele, conduse de hidrogen. BMW 750i Hydrogen, Honda FSX, Toyota Mirai si multe alte modele si-au dovedit valoarea in testele rutiere. Din pacate, preț mare hidrogen, lipsa infrastructurii stații de alimentare, precum și un număr suficient de angajați calificați, echipamente pentru reparații și întreținere, nu permit lansarea unor astfel de autoturisme productie in masa... Optimizarea întregului ciclu de utilizare a gazelor explozive este sarcina principală a domeniului dezvoltării energiei hidrogenului.
Dacă găsiți o eroare în text, selectați-o cu mouse-ul și apăsați Ctrl + Enter. Mulțumiri.
Rezervele de petrol se apropie de sfârșit, ceea ce obligă omenirea să caute surse alternative de energie care să înlocuiască „aurul negru”. Una dintre soluții este utilizarea unui motor cu hidrogen, care este mai puțin toxic și mai eficient. Principalul lucru este că aprovizionarea cu materii prime pentru producția de combustibil este aproape nelimitată.
Când a apărut motorul cu hidrogen? Care sunt caracteristicile dispozitivului său și care este principiul de funcționare? Unde se aplică această tehnologie? Este realist să faci un astfel de motor cu propriile mâini? Vom lua în considerare aceste și alte întrebări mai jos.
Când a apărut motorul cu hidrogen, principalele companii conduceau dezvoltarea acestuia
Interesul pentru utilizarea hidrogenului a apărut încă din anii '70, în timpul unei penurii acute de combustibil. Primul dezvoltator modern care a introdus un motor de mașină alimentat cu hidrogen a fost Toyota. El a fost cel care, în 1997, a pus SUV-ul FCHV pe ecran public, care nu a intrat niciodată în producție în serie.
În ciuda eșecului inițial, multe companii continuă să cerceteze și chiar să producă astfel de vehicule. Cele mai mari succese au fost obținute de preocupările Toyota, Hyundai și Honda. Se dezvoltă și alte companii - Volkswagen, General Motors, BMW, Nissan, Ford.
În 2016, a apărut primul tren alimentat cu hidrogen, care este ideea companie germană Alstom. Noul Coranda iLint urmează să înceapă să funcționeze la sfârșitul anului 2017 pe ruta de la Buxtehude la Cuxhaven, Saxonia Inferioară.
În viitor, este planificat să înlocuiască 4000 trenuri diesel Germania, care circulă pe tronsoane de drum fără electrificare.
Norvegia, Danemarca și alte țări s-au arătat deja interesate să cumpere Coranda iLint.
Caracteristicile hidrogenului ca combustibil pentru motor
În motorul cu ardere internă, benzina este amestecată cu aerul, după care este alimentată în cilindri și arde, în urma căreia pistonii se mișcă și vehiculul se mișcă.
Utilizarea hidrogenului ca combustibil are o serie de nuanțe:
- După arderea amestecului de combustibil, la ieșire se generează numai abur.
- Reacția de aprindere este mai rapidă decât în cazul combustibil diesel sau benzină.
- Datorită rezistenței la detonare, este posibilă ridicarea.
- Transferul de căldură al hidrogenului este cu 250% mai mare decât cel al unui amestec combustibil-aer.
- Hidrogenul este un gaz volatil, deci intră în cele mai mici goluri și cavități. Din acest motiv, puține metale pot rezista efectelor sale distructive.
- Depozitarea unui astfel de combustibil are loc sub formă lichidă sau comprimată. În cazul unei defecțiuni a rezervorului, hidrogenul se evaporă.
- Nivelul inferior al proporției de gaz care reacționează cu oxigenul este de 4%. Datorită acestei caracteristici, este posibilă reglarea modurilor de funcționare ale motorului prin dozarea consistenței.
Ținând cont de nuanțele de mai sus, este imposibil să utilizați H 2 în forma sa pură pentru un motor cu ardere internă. Necesită modificări structurale ale motorului cu ardere internă și instalarea de echipamente suplimentare.
Dispozitiv cu motor cu hidrogen
Mașinile cu hidrogen sunt împărțite în mai multe grupuri:
- Mașini cu 2 purtători de energie. Ei posedă motor economic capabil să funcționeze cu hidrogen pur sau un amestec de benzină. Eficiența motorului acest tip ajunge la 90-95 la sută. Pentru comparație motor diesel are un coeficient acțiune utilă la nivelul de 50%, iar motorul obișnuit cu ardere internă - 35%. Astfel de vehicule respectă standardul Euro-4.
- Un vehicul cu motor electric încorporat care alimentează element hidrogen la bordul vehiculului. Astăzi a fost posibil să se creeze motoare cu o eficiență de 75% sau mai mult.
- Vehicule convenționale care funcționează cu hidrogen pur sau amestecuri aer/combustibil. Particularitatea acestor motoare este evacuarea curată și o creștere a eficienței cu încă 20%.
După cum sa menționat mai sus, designul unui motor H 2 este aproape același cu cel al unui motor cu ardere internă, cu excepția unor aspecte.
Caracteristica principală este modul în care combustibilul este furnizat în camera de ardere și aprins. În ceea ce privește conversia energiei primite în mișcarea KShM, procesul este similar.
Principiul de funcționare
Principiul de funcționare a motoarelor cu hidrogen ar trebui luat în considerare în raport cu două tipuri de astfel de instalații:
- Motoare de combustie internă;
- Motoare cu celule cu hidrogen.
Motoare cu ardere internă cu hidrogen
Într-un motor cu ardere internă, datorită faptului că arderea amestecului de benzină este mai lentă, combustibilul intră în camera de ardere înainte ca pistonul să atingă punctul său de vârf.
Într-un motor cu hidrogen, datorită aprinderii instantanee a gazului, este posibil să se schimbe timpul de injecție până în momentul în care pistonul începe să revină. În același timp, pentru funcționarea normală a motorului, este suficientă o presiune mică în sistemul de alimentare cu combustibil (până la 4 atmosfere).
În condiții optime, motorul cu hidrogen este capabil să funcționeze cu un sistem de alimentare cu energie de tip închis. Aceasta înseamnă că aerul atmosferic nu este utilizat în timpul formării amestecului.
După sfârșitul cursei de compresie, aburul rămâne în cilindru, care este direcționat către radiator, se condensează și devine apă.
Implementarea acestei opțiuni este posibilă dacă un electrolizator este montat pe mașină - un dispozitiv care separă hidrogenul de H2O pentru reacția ulterioară cu O2.
Încă nu a fost posibilă transpunerea în realitate a sistemului descris, deoarece uleiul este utilizat pentru funcționarea normală a motorului și reducerea forței de frecare.
Acesta din urmă se evaporă și face parte din gazele de eșapament. Așadar, este încă necesară utilizarea aerului atmosferic atunci când funcționează un motor cu hidrogen.
Motoare cu celule cu hidrogen
Principiul de funcționare a unor astfel de dispozitive se bazează pe flux reacții chimice... Carcasa celulei are o membrană (conduce doar protoni) și o cameră de electrod (conține catodul și anodul).
H2 este alimentat în secțiunea anodică, iar O2 este alimentat în camera catodului. Pe electrozi se aplică o pulverizare specială, care acționează ca un catalizator (de obicei platină).
Sub acțiunea substanței catalitice, electronii sunt pierduți de hidrogen. Apoi, protonii sunt furnizați prin membrană către catod, iar apa se formează sub influența catalizatorului.
Electronii părăsesc camera anodică circuit electric conectat la motor. Aceasta generează un curent pentru a alimenta motorul.
Unde au fost utilizate pilele de combustibil cu hidrogen?
Particularitate celule de combustibil tip hidrogen - capacitatea de a produce energie pentru un motor electric. Ca urmare, sistemul înlocuiește motorul cu ardere internă sau devine o sursă de putere la bord pentru vehicul.
Pentru prima dată, pilele de combustibil au fost folosite în 1959 de o companie din Statele Unite.
În general, celulele de combustibil sunt utilizate:
De asemenea, pilele de combustibil cu hidrogen au găsit aplicații în stivuitoare, biciclete, scutere, motociclete, tractoare, mașini de golf și alte echipamente.
Avantaje și dezavantaje
Pentru a înțelege caracteristicile și perspectivele unui motor cu hidrogen într-o mașină, merită să îi cunoaștem avantajele și dezavantajele. Să le luăm în considerare mai detaliat.
- ECOLOGIC. Introducerea unui motor cu hidrogen este o ocazie de a uita de problema poluării mediului. Odată cu o tranziție globală către acest tip de combustibil, va fi posibilă reducerea efectului de seră și, eventual, salvarea planetei. Ecologicul noilor dezvoltări a fost confirmat de Toyota. Angajații concernului au dovedit că evacuarea mașinii este sigură pentru sănătate. Mai mult, apa care iese poate fi băută, deoarece este distilată și purificată de impurități.
- EXPERIENTA DE DEZVOLTARE. Se știe că motorul cu hidrogen a fost creat cu mult timp în urmă, deci nu ar trebui să existe probleme cu utilizarea acestuia în mașini. Dacă mergem mai adânc în istorie, prima aparență a unui motor cu hidrogen la începutul secolului al XIX-lea a fost creată de François Isaac de Rivaz, un designer din Franța. În plus, în timpul blocadei de la Leningrad pe noul fel combustibilul a fost transferat la aproape 500 de mașini.
- DISPONIBILITATE . Nu mai puțin factor importantîn favoarea H 2 - fără deficit. Dacă se dorește, acest tip de combustibil poate fi obținut chiar din apele uzate.
- POSIBILITATEA DE APLICARE ÎN DIFERITE CENTRALE ELECTRICE... Există o opinie că hidrogenul este utilizat numai în motoarele cu ardere internă. Nu este adevarat. Noua tehnologie este implicată în crearea unei celule de combustibil, cu ajutorul căreia este posibil să se obțină electricitateși alimentați motorul electric al vehiculului. Avantajele sunt siguranța și absența elementelor fosile, care elimină poluarea mediului. În stadiul actual, o astfel de schemă este considerată cea mai sigură și este cea mai solicitată în rândul dezvoltatorilor.
De asemenea, plusurile includ:
- Nivel minim de zgomot;
- Îmbunătățirea puterii, a răspunsului clapetei de accelerație și a altor parametri ai motorului;
- Rezervă mare de putere;
- Consum redus de combustibil;
- Ușurința de întreținere;
- Potențial ridicat de utilizare ca combustibil alternativ.
Dezavantajele unui motor cu hidrogen:
Pe lângă cele deja discutate mai sus, merită să subliniem o serie de alte dezavantaje:
- Pericol de incendiu sau explozie.
- Riscuri pentru planetă, deoarece o creștere a volumului de hidrogen poate duce la consecințe ireparabile pentru stratul de ozon.
- Creșterea greutății mașinii datorită utilizării de baterii și convertoare puternice.
- Probleme cu stocarea combustibilului cu hidrogen - sub presiune ridicata sau sub formă lichefiată. Cercetătorii nu au ajuns încă la un consens cu privire la ce opțiune este mai bună.
Pericol de combustibil cu hidrogen
În dezavantajele discutate mai sus, au fost menționate pericolele utilizării combustibilului cu hidrogen pentru motor. Acesta este principalul dezavantaj al noii tehnologii.
În combinație cu un agent oxidant (oxigen), crește riscul de aprindere a hidrogenului sau chiar de explozie. Studiile au arătat că pentru aprinderea H2, 1/10 din energia necesară pentru aprinderea amestecului de benzină este suficientă. Cu alte cuvinte, o scânteie statică este suficientă pentru a aprinde hidrogen.
Un alt pericol este invizibilitatea flăcării cu hidrogen. Când o substanță arde, focul este aproape invizibil, ceea ce complică procesul de combatere. În plus, cantitățile excesive de H 2 duc la sufocare.
Pericolul este că este extrem de dificil să recunoști acest gaz, deoarece nu are miros și este complet invizibil pentru ochiul uman.
În plus, H 2 lichefiat are o temperatură scăzută, astfel încât există un risc mare de degerături severe în cazul unei scurgeri cu părțile expuse ale corpului. Acest gaz ar trebui să fie amplasat în depozite speciale.
Din cele de mai sus, concluzia sugerează că motorul cu hidrogen este periculos și este extrem de riscant să-l folosești.
De fapt, hidrogenul gazos este ușor și se va disipa în aer dacă se scurge. Aceasta înseamnă că riscul de aprindere este minim.
În cazul sufocării, o astfel de situație este posibilă, dar numai atunci când se află într-o cameră închisă. În caz contrar, scurgerea de combustibil cu hidrogen nu pune viața în pericol. Ca scuză, merită remarcat faptul că evacuarea gazele motorului cu ardere internă(și anume monoxidul de carbon) prezintă, de asemenea, un risc fatal.
Mașini moderne cu motoare cu hidrogen
Posibilitatea de a folosi motoare pe bază de hidrogen a atras interesul multor producători. Ca urmare, în industria auto totul apare mai multe mașini lucrând la acest gaz.
Cele mai populare modele includ:
- Toyota a lansat berlina cu combustibil. Pentru a elimina problemele legate de lipsa de spațiu din habitaclu și din compartimentul pentru bagaje, recipientele cu combustibil cu hidrogen sunt așezate pe podeaua vehiculului. Fuel Cell Sedan este conceput pentru a transporta oameni, iar costul său este de 67,5 mii de dolari.
- Preocuparea BMW și-a prezentat versiunea sa de mașină cu hidrogen Model nou testat de personalități culturale cunoscute, oameni de afaceri, politicieni și alte personalități populare. Testele au arătat că trecerea la un combustibil nou nu afectează confortul, siguranța și dinamica vehiculului. Dacă este necesar, tipurile de combustibil pot fi comutate de la unul la altul. Viteza hidrogen7 - până la 229 km/h.
- Honda Clarity este o mașină din concernul Honda care uimește prin rezerva de putere. Este 589 km, cu care nici un vehicul cu nivel scăzut emisiilor. Alimentarea durează trei până la cinci minute.
- Monstrul General Motors este prezentat în octombrie 2016. Particularitatea mașinii este fiabilitatea sa incredibilă, care este confirmată de cercetările efectuate de armata SUA. În timpul testelor, vehiculul a parcurs peste 3 milioane de kilometri.
- Preocupare Toyota a lansat pe piață modelul cu hidrogen Mirai. Vânzările au început în 2014 în Japonia și în Statele Unite din octombrie 2015. Timpul pentru realimentarea Mirai este de cinci minute, iar intervalul de croazieră la o realimentare este de 502 km. FOTO 21 22 Recent, reprezentanții preocupării au anunțat că intenționează să introducă această tehnologie nu numai în transport ușor dar și în stivuitoare și chiar în camioane. Camionul cu 18 roți este deja testat în Los Angeles.
- Lexus plănuiește o mașină alimentată cu hidrogen în 2020, așa că se cunosc puține detalii despre vehicul.
- Audi a prezentat un concept H-tron Quattroîn Detroit. Potrivit producătorului, mașina poate parcurge aproximativ 600 km cu un singur rezervor și este posibil să câștigi viteză de până la 100 km / h în 7,1 secunde. Vehiculul are o cabină de pilotaj „virtuală” care înlocuiește tabloul de bord standard.
- BMW, în colaborare cu Toyota, plănuiește să-și lanseze vehiculul cu hidrogen până în 2020. Producătorul asigură că rezerva de putere a noului model este de peste 480 km, iar realimentarea va dura până la 5 minute.
- În 2013, Ford a anunțat că producția activă de motoare cu hidrogen va începe până la sfârșitul anului 2017, în colaborare cu Nissan și Mercedes-Benz. Dar nu a fost încă posibilă implementarea planurilor în practică - angajații concernului sunt în faza de dezvoltare.
- Mercedes-Benz a prezentat SUV-ul GLC la Salonul Auto de la Frankfurt, care va intra pe piață la sfârșitul anului 2019. Mașina este echipată cu o baterie de 9,3 kWh, iar rezerva de putere este de 436 km. Viteza maximă este limitată electronic la 159 km/h.
- Nikola Motor a prezentat camion cu un motor pe hidrogen, cu o autonomie de croazieră de la 1287 la 1931 km. Costul unei mașini noi va fi de 5-7 mii de dolari pe lună pentru chirie. Lansarea este programată să înceapă în 2020.
- Hyundai a creat linie nouă Tucson. Până în prezent, au fost produse și vândute 140 de mașini. Numele mărcii Hyundai Genesisși-a dezvăluit mașina cu hidrogen GV Vehiculul a fost prezentat pentru prima dată la New York, dar producția nu este încă planificată.
- Nici Marea Britanie nu rămâne în urmă în ceea ce privește noile tehnologii. Este deja posibil să închiriați în țară mașină cu hidrogen Riversimple Rasa timp de trei sau șase luni. Mașina cântărește puțin mai mult de 500 kg și este capabilă să parcurgă aproximativ 500 km la o benzinărie.
- Casa de design Pininfarina a creat o mașină H2 Speed alimentată cu hidrogen. Particularitatea mașinii este capacitatea de a accelera până la o sută în doar 3,4 secunde și viteza maxima- 300 km / h. Timpul de realimentare este de doar trei minute. Costul noului model ajunge la 2,5 milioane de dolari.
Dificultăți în funcționarea motoarelor cu ardere internă pe hidrogen
Principalul obstacol în calea introducerii noii tehnologii este costul excesiv al obținerii combustibilului cu hidrogen, precum și achiziționarea de materiale componente.
Există, de asemenea, probleme cu stocarea H 2. Deci, pentru a menține gazul în starea necesară, este necesară o temperatură de -253 grade Celsius.
Cel mai simplu mod de a produce hidrogen este prin electroliza apei. Dacă producția de H2 este necesară la scară industrială, nu se pot renunța la costurile ridicate ale energiei.
Pentru a crește profitabilitatea producției este nevoie de utilizarea capacităților energiei nucleare. Pentru a evita riscurile, oamenii de știință încearcă să găsească alternative la această opțiune.
Mutarea și depozitarea necesită aplicare materiale scumpeși mecanisme de înaltă calitate.
Nu trebuie să uităm de alte dificultăți cu care trebuie să ne confruntăm în timpul operației:
- Pericol de explozie. O explozie poate apărea dacă gazul scapă într-un spațiu închis și există puțină energie pentru ca reacția să se desfășoare. Dacă aerul este supraîncălzit, situația nu va face decât să înrăutățească situația. Permeabilitatea ridicată la H2 face ca gazul să intre în galeria de evacuare. Acesta este motivul pentru care aplicația motor rotativ este considerat mai preferabil.
- La depozitarea hidrogenului se folosesc recipiente cu volum mare, precum și sisteme care exclud volatilizarea gazelor. În plus, sunt utilizate dispozitive care exclud deteriorarea mecanică a containerelor. Dacă pentru camioane, apă sau transport de pasageri această caracteristică nu are o mare importanță, autoturism pierde valoros metri cubi.
- La sarcini grele iar temperatura ridicată H 2 provoacă distrugerea elementelor CPG (grupul cilindru-piston) și a lubrifiantului din motor. Utilizarea aliajelor și lubrifianților speciali crește costul producerii motoarelor cu hidrogen.
Viitorul motoarelor cu hidrogen
Utilizarea H 2 deschide perspective mari și nu numai în industria auto... Motoarele cu hidrogen sunt utilizate în mod activ în transportul feroviar, în avioane și elicoptere. De asemenea, acestea sunt instalate pe echipamente auxiliare.
Multe preocupări, care au fost deja menționate mai sus, manifestă interes pentru dezvoltarea unor astfel de motoare - Toyota, BMW, Volkswagen, General Motors și altele.
Deja astăzi pe drumuri există mașini adevărate care funcționează cu hidrogen. Multe dintre ele sunt discutate mai sus - BMW 750i Hydrogen, Honda FSX, Toyota Mirai și altele.
Aproape toate preocupările mari care încearcă să-și găsească nișa pe piață s-au alăturat lucrului.
Principalul dezavantaj rămâne preț mare H 2, lipsa benzinăriilor, precum și lipsa lucrătorilor calificați capabili să întrețină astfel de echipamente. Dacă problemele existente vor putea fi rezolvate, cu siguranță vor apărea pe drumurile noastre mașini cu motoare pe hidrogen.
Tehnologii concurente
Accentul pe motoarele cu hidrogen este în scădere, deoarece tehnologia are concurenți.
Iată doar câteva dintre ele:
Poți să o faci singur?
Tehnologia de funcționare a motorului pe gaz este cunoscută de mult timp și multe preocupări au obținut succes în implementarea motoarelor cu hidrogen. Meșterii s-au gândit, de asemenea, la îmbunătățirea clasicului motor cu ardere internă.
Concluzia este de a furniza un gaz special camerei de ardere. Un astfel de dispozitiv se numește sistemul Brown. În acest caz, benzina este furnizată și motorului, dar se amestecă cu gazul, ceea ce asigură o combustie mai bună.
Ca urmare, apare vapori de apă, curățând supapele și pistoanele motorului de depozitele de carbon, îmbunătățind caracteristicile motorului și sporind resursa acestuia.
Pentru a descompune apa în gaz cu propriile mâini, aveți nevoie de un catalizator, distilat, electrozi și electricitate.
Structura este asamblată din materiale vechi. O cutie este permisă, dar șase este mai bună.
După aceea, plăcile sunt decupate și combinate conform principiului încrucișat. Apoi sunt înfășurate cu sârmă și atașate de capac. Este important ca electrozii să nu fie scurtcircuitați între ei.
Pe ultima etapă cutiile sunt umplute cu electrolit și catalizator. Această schemă poate funcționa pe orice vehicul.
Dacă vorbim despre un motor cu hidrogen cu drepturi depline, atunci, desigur, nu va fi posibil să-l facem în garaj din cauza complexității tehnologiei.
Dacă există un videoclip în articol și acesta nu se redă, selectați orice cuvânt cu mouse-ul, apăsați Ctrl + Enter, introduceți orice cuvânt în fereastra care apare și apăsați „TRIMITE”. Mulțumiri.
Motorul tradițional cu ardere internă (ICE) are o serie de dezavantaje semnificative, ceea ce îi face pe oamenii de știință să caute un înlocuitor demn pentru acesta. Cea mai populară opțiune pentru o astfel de alternativă este motorul electric, dar nu este singura care poate concura cu motorul cu ardere internă. Acest articol se va concentra pe motorul cu hidrogen, care este considerat pe drept viitorul industriei auto și poate rezolva problema cu emisii nociveși costul ridicat al combustibilului.
Poveste scurta
În ciuda faptului că conservarea mediului înconjurător a devenit abia acum o problemă de masă, despre schimbare motor standard oamenii de știință cu privire la combustia internă s-au mai gândit la asta. Astfel, un motor alimentat cu hidrogen „a văzut lumea” încă din 1806, care a fost facilitat de inventatorul francez François Isaac de Rivaz (el a produs hidrogen prin electroliza apei).
Au trecut câteva decenii și primul brevet pentru un motor cu hidrogen a fost eliberat în Anglia (1841), iar în 1852 oamenii de știință germani au proiectat un motor cu ardere internă care ar putea funcționa pe un amestec aer-hidrogen.
În prima jumătate a secolului al XX-lea, interesul public pentru motoarele cu hidrogen a fost redus, dar odată cu apariția crizei de combustibil și energie din anii 70, situația s-a schimbat dramatic. În special, în 1879 BMW a lansat prima mașină care a avut destul succes pe hidrogen (fără explozii și vapori de apă care scăpau din țeava de eșapament).
După BMW, alții au început să lucreze în această direcție marii producatori de automobile, și până la sfârșitul secolului trecut, aproape fiecare companie auto care se respectă avea deja conceptul de a dezvolta o mașină pe bază de hidrogen. Cu toate acestea, odată cu sfârșitul crizei petrolului, interesul public pentru sursele alternative de combustibil a dispărut, deși în zilele noastre începe să se trezească din nou, alimentat de ecologiști care luptă pentru a reduce toxicitatea gazelor de eșapament ale mașinilor.
Mai mult, prețurile la energie și dorința de a obține independența combustibilului contribuie doar la desfășurarea cercetărilor teoretice și practice de către oamenii de știință din multe țări ale lumii. Cele mai active sunt companiile BMW, Motoare generale, Honda Motor, Ford Motor.
Fapt interesant! Hidrogenul este cel mai abundent element din Univers, dar va fi foarte greu să-l găsim în forma sa pură pe planeta noastră.
Principiul de funcționare și tipurile unui motor cu hidrogen
Principala diferență dintre o instalație de hidrogen și motoare traditionale este o metodă de alimentare cu combustibil lichid și aprinderea ulterioară a amestecului de lucru. În același timp, principiul transformării mișcărilor reciproce ale mecanismului manivelei în lucrări utile rămâne neschimbat. Având în vedere că arderea păcură este suficient de lent amestec combustibil-aer umple camera de ardere înainte ca pistonul să atingă poziția cea mai înaltă (așa-numitul punct mort superior).
Reacția rapidă a hidrogenului face posibilă deplasarea timpului de injecție mai aproape de momentul în care pistonul începe să revină la jos mort punct. Trebuie remarcat faptul că presiunea din sistemul de alimentare cu combustibil nu va fi neapărat ridicată.
Dacă se creează condiții ideale de funcționare pentru un motor cu hidrogen, atunci acesta poate avea un sistem de alimentare cu combustibil de tip închis, atunci când procesul de formare a amestecului are loc fără participarea atmosferică curenții de aer... În acest caz, după cursa de compresie, vaporii de apă rămân în camera de ardere, care, trecând prin radiator, se condensează și se transformă din nou în apă obișnuită.
Cu toate acestea, utilizarea acestui tip de dispozitiv este posibilă numai atunci când vehiculul are un electrolizor care separă hidrogenul de apă pentru reacția sa cu oxigenul. Pe acest moment este extrem de dificil să obții astfel de rezultate. Este utilizat pentru funcționarea stabilă a motoarelor, iar vaporii săi fac parte din gazele de eșapament.
Prin urmare, pornirea fără probleme a centralei și funcționarea sa stabilă pe gazul oxidrogen fără utilizarea aerului atmosferic este până acum o sarcină imposibilă. Există două variante ale centralelor de hidrogen auto:unități care funcționează pe baza celulelor de combustibil cu hidrogen și motoare cu combustie internă cu hidrogen.
Centrale electrice pe bază de pile de combustie cu hidrogen
Principiul de funcționare a pilelor de combustibil se bazează pe reacții fizice și chimice. De fapt, acestea sunt aceleași piste baterii reîncărcabile, dar eficiența celulei de combustibil este puțin mai mare decât bateria și este de aproximativ 45% (uneori mai mult).
O membrană este plasată în carcasa celulei de combustibil hidrogen-oxigen (conduce doar protoni), care separă camera de anod și camera de catod. Hidrogenul intră în cameră cu anodul, iar oxigenul intră în camera catodică. Fiecare electrod este acoperit în prealabil cu un strat de catalizator, care este adesea jucat de platină. Când este expus la acesta, hidrogenul molecular începe să piardă electroni.
În același timp, protonii trec prin membrană către catod și, sub influența aceluiași catalizator, se combină cu electroni veniți din exterior. Ca rezultat al reacției, se formează apă, iar electronii din camera anodului se deplasează într-un circuit electric conectat la motor. Pur și simplu, obținem un curent electric care alimentează motorul.
Motoarele cu hidrogen bazate pe celule de combustibil sunt acum utilizate pe vehiculele Niva echipate cu centrala electrică Antel-1 și cu vehiculele Lada 111 cu o unitate Antel-2, care au fost dezvoltate de inginerii Ural.În primul caz, o singură încărcare este suficientă pentru 200 km, iar în al doilea - pentru 350 km.
Trebuie remarcat faptul că, datorită costului ridicat al metalelor (paladiu și platină) incluse în proiectarea unor astfel de motoare cu hidrogen, astfel de instalații au un cost foarte ridicat, ceea ce crește semnificativ prețul vehiculului pe care sunt instalate.
Tu stii?Toyota a început să lucreze cu tehnologia celulelor de combustibil în urmă cu 20 de ani. În acea perioadă a început și proiectul. mașină hibridă Prius.
Motoare cu ardere internă cu hidrogen
Acest tip de centrală este foarte asemănător cu motoarele cu propan obișnuite astăzi, prin urmare, pentru a trece de la propan la hidrogen, este suficient să reconfigurăm pur și simplu motorul. Există deja multe exemple ale unei astfel de tranziții, dar trebuie spus că, în acest caz, eficiența va fi ușor mai mică decât atunci când se utilizează pilele de combustibil. În același timp, pentru a obține 1 kW de energie cu hidrogen, este nevoie de mai puțină, ceea ce compensează pe deplin acest dezavantaj.
Utilizarea acestei substanțe în motor convențional arderea internă va cauza o varietate de probleme. La început, temperatura ridicată de compresie va „forța” hidrogenul să reacționeze cu părțile metalice ale motorului sau chiar ulei de motor. În al doilea rând, chiar și scurgeri mici la contactul cu un fierbinte colector de evacuare va provoca cu siguranță un incendiu.
Din acest motiv, numai unități de putere tip rotativ, deoarece designul lor reduce riscul de incendiu din cauza distanței dintre galeriile de admisie și evacuare. În orice caz, până acum au fost ocolite toate problemele, ceea ce face posibilă considerarea hidrogenului ca un combustibil destul de promițător.
Un bun exemplu de vehicul alimentat cu hidrogen este sedanul experimental BMW 750hL, al cărui concept a fost introdus la începutul anilor 2000. Mașina este echipată cu un motor cu doisprezece cilindri bazat pe combustibil pentru rachetași permițând mașinii să accelereze la 140 km / h. Hidrogenul sub formă lichidă este stocat într-un rezervor special, iar una dintre rezervele sale este suficientă pentru 300 de kilometri. Dacă este complet consumat, sistemul trece automat la alimentarea cu benzină.
Motor cu hidrogen pe piață astăzi
Cercetări recente ale oamenilor de știință în domeniul funcționării motoarelor cu hidrogen au arătat că acestea nu doar că sunt foarte prietenoase cu mediul (precum motoarele electrice), dar pot fi foarte eficiente din punct de vedere al performanței. Mai mult, conform indicatori tehnici centralele cu hidrogen își ocolesc omologii electrici, ceea ce a fost deja dovedit (de exemplu, Honda Clarity).
De asemenea trebuie remarcat faptul că, spre deosebire de sistemele Tesla Powerwall, analogii de hidrogen au unul dezavantaj semnificativ:
incarca bateria cu energie solara nu va funcționa, dar în schimb va trebui să cauți o benzinărie specială, dintre care astăzi, chiar și la scară globală, nu sunt atât de multe.
Acum, Honda Clarity a fost lansat într-un lot destul de limitat și puteți cumpăra o mașină numai în Țara Soarelui Răsare, deoarece vehiculul va apărea în Europa și America abia la sfârșitul anului 2016.
Interesant de știut!Alternatorul Power Exporter 9000 (opțional cu Honda Clarity) este capabil să alimenteze toate aparatele electrocasnice timp de aproape o săptămână.
De asemenea, în vremea noastră, sunt produse și alte vehicule care folosesc combustibil cu hidrogen. Acestea includ Mazda RX-8 hidrogen și BMW Hydrogen 7 (hibrizi care funcționează cu hidrogen lichid și benzină), precum și autobuze Ford E-450 și MAN. Orașul leului Autobuz.
Dintre autoturisme, cei mai de seamă reprezentanți ai vehiculelor cu hidrogen de astăzi sunt automobilele. Mercedes-Benz GLC Celula F(există posibilitatea reîncărcării dintr-o rețea casnică obișnuită, iar rezerva totală de putere este de aproximativ 500 km), Toyota Mirai(funcționează numai cu hidrogen, iar o singură realimentare ar trebui să fie suficientă pentru 650 km) și Claritatea Honda FCX(raza de croazieră declarată ajunge la 700 km). Dar asta nu este tot, deoarece vehiculele alimentate cu hidrogen sunt produse și de alte companii, de exemplu, Hyundai (Tucson FCEV).
Avantajele și principalele dezavantaje ale motoarelor cu hidrogen
Cu toate avantajele sale, nu se poate spune că transportul de hidrogen este lipsit de anumite dezavantaje. În special, trebuie să se înțeleagă că forma combustibilă a hidrogenului la temperatura camerei și presiunea normală este sub formă de gaz, ceea ce provoacă anumite dificultăți în depozitarea și transportul unui astfel de combustibil. Adică există problema serioasa proiectarea rezervoarelor sigure pentru hidrogenul utilizat ca combustibil pentru automobile.
În plus, cilindrii cu această substanță necesită inspectie periodicași certificări care pot fi doar efectuate specialiști calificați autorizat. La aceste probleme merită adăugat și costul ridicat al întreținerii unui motor cu hidrogen, ca să nu mai vorbim de un număr foarte limitat de benzinării (cel puțin la noi).
Nu uitați că instalația cu hidrogen mărește greutatea mașinii, motiv pentru care este posibil să nu fie la fel de manevrabilă pe cât ați dori să fie. Prin urmare, ținând cont de toate cele de mai sus, gândiți-vă bine: merită să cumpărați un vehicul cu hidrogen sau este mai bine să îl amânați pentru moment.
Cu toate acestea, trebuie spus că există multe avantaje într-o astfel de soluție. La început, mașina dvs. nu va polua mediu inconjurator gaze toxice de evacuare, În al doilea rând, producția în masă de hidrogen poate ajuta la rezolvarea problemei schimbării rapide a prețurilor la combustibil și a întreruperilor aprovizionării tipuri comune lichide de combustibil.
În plus, conductele de metan au fost deja construite în multe țări și pot fi ușor adaptate pentru pomparea hidrogenului cu livrarea ulterioară către benzinării. Hidrogenul poate fi produs atât pe o scară mică, adică pe nivel local iar în cantităţi mari – la întreprinderi mari, centralizate. Creșterea producției de hidrogen va servi ca un stimulent suplimentar pentru o creștere a furnizării acestei substanțe pentru uz casnic (de exemplu, pentru încălzirea locuințelor și a birourilor).
Abonați-vă la fluxurile noastre din
Hidrogenul a fost considerat mult timp unul dintre cei mai buni înlocuitori ai benzinei. Acest lucru nu este surprinzător, deoarece atunci când arde, se eliberează apă și nu substanțe nocive. Dar, în ciuda tuturor avantajelor evidente, disputele și discuțiile despre mașina cu hidrogen sunt încă în curs. Și asta, în ciuda faptului că multe corporații, Toyota, BMW, Ford, lucrează constant la utilizarea unui astfel de gaz ca sursă de energie pentru mișcarea mașinii.
O fabrică de hidrogen pentru o mașină, totul a început cu ea
Conform informațiilor istorice, primul motor cu combustie interna a fost hidrogen, deși uneori s-a folosit și gaz luminos. Dar a fost nevoie de mai mulți ani pentru a îmbunătăți un astfel de motor și abia în 1859 a fost construit primul echipaj autopropulsat, pentru care gazele menționate au servit drept combustibil. Deci, putem spune că transportul modern a început cu o mașină cu hidrogen. Deși mai târziu a cedat benzina.
Există mai multe cazuri cunoscute când, în absența combustibilului obișnuit, generatorul de hidrogen a furnizat mașinii combustibil. Dar, cu toate acestea, cu toate avantajele unei astfel de surse de energie, ea nu a găsit o utilizare pe scară largă, deși multe corporații de automobile, precum Toyota, lucrează la posibilitatea de a crea o mașină pe bază de hidrogen și trebuie să spun, nu fără succes. .
Despre motoarele cu hidrogen
Sunt cunoscute mai multe opțiuni diferite pentru ce poate fi un astfel de motor și ce poate sta la baza funcționării acestuia.
Arderea hidrogenului
Acesta este un motor convențional cu ardere internă care funcționează direct pe hidrogen sau pe amestecul său cu benzină. Ca urmare a unui astfel de aditiv, arderea amestecului este îmbunătățită, Eficiența motorului, conținutul de monoxid de carbon scade în timpul arderii. Cu toate acestea, în designul mașinii trebuie introdus un rezervor pentru stocarea hidrogenului, în plus lichid. Acest lucru nu adaugă spațiu în portbagaj și nu îmbunătățește siguranța la accident.
Acest principiu al utilizării hidrogenului este implementat de BMW, iar compania consideră că sarcina sa principală este posibilitatea utilizării oricărui tip de combustibil (benzină, hidrogen). Mai multe eșantioane au fost deja create și funcționează cu succes de mult timp, lucrând pe un principiu similar. Este adevărat, în acest caz, dezavantajele inerente unei mașini obișnuite rămân în principal.
Celule de combustibil
O altă modalitate de a folosi hidrogenul este într-o pilă de combustie. Designul său este prezentat în figură 
Ca urmare a trecerii moleculelor de hidrogen și oxigen prin anod și catod și interacțiunea lor, se formează apă și curent electric. Dacă conectați mai multe astfel de elemente, veți obține un fel de generator care asigură funcționarea motorului electric. De fapt, un generator electrochimic de curent electric este creat în mod similar.
Această variantă de construire a unei mașini care utilizează hidrogen ca combustibil este implementată de Toyota. Ea intenționează să treacă de la prototipare la producție în serie vehicule electrice bazate pe pile de combustie. Mașina cu hidrogen a Toyota ar urma să fie în producție din 2015.
Este hidrogenul atât de bun?
Se crede că cel mai important beneficiu al unei mașini cu hidrogen este respectarea mediului. Este general acceptat faptul că atunci când hidrogenul este ars în loc de monoxid de carbon și altele Substanțe dăunătoare va apărea apă, sau mai bine zis vapori de apă. Cu toate acestea, acesta nu folosește oxigen pur, ci aer, care include azot. Ca rezultat, oxizii de azot se formează în camera de ardere. Și impactul lor asupra mediului poate fi mult mai grav decât gazele de eșapament convenționale.
În plus, trebuie remarcat faptul că contactul cu părțile fierbinți ICE hidrogen, poate provoca aprinderea acestuia. Prin urmare, cel mai potrivit pentru utilizarea unui astfel de combustibil este un motor rotativ, în care gazul intră în partea rece și apoi este distilat în cea fierbinte. 
În general, există o dezbatere foarte mare cu privire la întrebarea dacă o mașină cu hidrogen are dreptul de a exista. Există mai multe probleme aici, fără a căror soluție nu are sens să vorbim despre viitorul unei astfel de tehnici. Trebuie menționat că mai întâi trebuie obținut hidrogen, ceea ce necesită un fel de instalare. Sursa pentru producția sa poate fi apa sau metanul.
Aici apare una dintre problemele principale.
- Metanul în sine este un bun purtător de energie și este destul de irațional să îl supui unei prelucrări suplimentare pentru a arde ulterior produsul finit, poți arde imediat metan fără costuri inutile.
- Cu apă, poza este și mai interesantă. Pentru a obține un metru cub de hidrogen, este necesar să cheltuiți de patru ori mai multă energie electrică decât poate fi generată prin arderea acestui volum de gaz.
- Este necesar să se țină seama de faptul că în timpul producției de hidrogen vor avea loc emisii de substanțe nocive, iar ce va fi mai bun nu se știe. În loc să emită gaze de eșapament din mașină, deșeurile proprii vor fi generate la obținerea gazului.
- În plus, stocarea este o problemă foarte problematică. Nu a fost încă rezolvat, hidrogenul este capabil să pătrundă în orice material și trebuie depozitat sub formă lichidă, iar acesta este încă un cost suplimentar, și nu mic, care trebuie adăugat celor suportate în etapa de producție. Iar în cazul scurgerilor de gaz se formează un amestec exploziv cu aer.
Următoarea problemă, care pune practic capăt utilizării hidrogenului ca combustibil pentru o mașină, este lipsa unei infrastructuri adecvate. Aceasta ar trebui înțeleasă în primul rând ca o rețea de benzinării. 
Deci, din cele spuse deja, ar trebui să fie clar că hidrogenul nu este o sursă alternativă de energie, cel puțin până când se realizează o metodă pentru producția sa ieftină. Iar miturile despre viitorul luminos al energiei hidrogenului sunt doar una dintre metodele de luptă dintre marile corporații.
Totuși, puteți încerca - un generator de hidrogen pentru o mașină
În ciuda unei concluzii atât de sumbre cu privire la energia hidrogenului la scară industrială, puteți încerca să folosiți opțiunea de a obține așa-numitul gaz Brown direct pe mașină. De fapt, acesta este același hidrogen, rezultatul electrolizei apei, efectuat numai pe o mașină. Sub capotă este montată o instalație specială, un generator de hidrogen, care este alimentat de la rețeaua de bord.
Este clar că, în condițiile egale, puterea cheltuită pentru mișcare va scădea, iar o parte din energie va fi cheltuită suplimentar pentru producția de gaze. Dar rezultatele obținute în cursul a numeroase teste arată că o astfel de instalație poate economisi până la treizeci la sută din benzină.
Cum funcționează un astfel de generator vă permite să înțelegeți imaginea. Un exemplu de realizare a celei mai simple versiuni este prezentat în videoclip.
și
Se bazează pe electrozi metalici, dintre care unii sunt conectați la plus, iar alții la minus b / s. Apa este turnată în interior (săgeata albastră) și gazul lui Brown iese din recipient (săgeata albastră). Prin intermediul unui furtun, gazul este alimentat în galeria de admisie a motorului cu ardere internă.
Cum se află într-adevăr o astfel de instalație sub capotă poate fi văzut în fotografie. 
Un astfel de generator de gaz Brown’s mic va permite oricărei mașini să fie făcută puțin mai aproape de creațiile concernului Toyota sau BMW, obținând câteva economii la benzină.
Este adevărat, controversa cu privire la faptul dacă proprietarul beneficiază de un astfel de dispozitiv nu dispare. Unii susțin că generatorul merită, alții, operând cu formule și alte argumente, demonstrează că acesta este un mit și, de fapt, din generator de hidrogen fără niciun folos.
Hidrogenul este considerat combustibilul viitorului, dar nu-i așa? Există multe provocări pentru utilizarea sa omniprezentă și, în timp ce marii producători de automobile precum Toyota depun eforturi semnificative în această direcție, există unele îndoieli că hidrogenul va putea înlocui benzina în viitorul apropiat. Dar există o părere că, dacă utilizați cel mai simplu generator de gaz Brown, atunci este foarte posibil să economisiți benzina pe mașina dvs., fără a aștepta sosirea energiei hidrogenului.
Ultima criză energetică a măturat lumea în 2008 și poate părea că nu mai există probleme cu cantitatea de petrol: ratele de producție sunt din ce în ce mai mari, iar prețul este mai mic. În ciuda acestui fapt, nimeni nu poate nega că rezervele de combustibil ale planetei sunt în scădere. Preocupările din domeniul automobilelor plătesc pentru cercetare și dezvoltare specii alternative combustibil. Motorul Rivaz, care funcționa pe apă, a apărut la începutul secolului al XIX-lea. Invenția a fost prezentată în 1806 și a fost primul motor cu ardere internă, depășind benzina și motoare pe gaz... Dezvoltatori perioadă lungă de timp a încercat să continue dezvoltarea în această direcție, dar pentru a efectua electroliza și a obține cantitatea necesară de energie a fost nevoie de multă energie electrică, ceea ce a făcut ca acest tip de combustibil să fie neprofitabil. În cele din urmă, acest lucru, combinat cu explozivitatea, a pus capăt cercetării.
Revenirea la hidrogen a avut loc la sfârșitul anilor 1950. secolul trecut: o pilă de combustibil a fost instalată pe tractoare în Statele Unite. Trei ani mai târziu, în 1962, motorul cu hidrogen a apărut în mașinile mici de golf, iar cinci ani mai târziu, în motociclete. Hidrogenul în motoarele cu ardere internă (ICE) poate fi utilizat în două moduri: ca motor hibrid și ca celulă de combustibil.
Motor cu hidrogen hibrid
Motorul cu hidrogen hibrid este utilizat ca aditiv la benzină sau gaz în motoarele cu ardere internă. Utilizarea hidrogenului îmbunătățește inflamabilitatea combustibilului, dar datorită gradului ridicat de volatilitate a gazului, riscul de aprindere crește. În ciuda acestui dezavantaj, coroziunea și vibrațiile metalelor sunt reduse. Pentru a utiliza hidrogen, nu este nevoie de un rezervor de combustibil suplimentar, hidrogenul este generat din apă distilată. Când se utilizează hidrogen, distanța care poate fi parcursă crește cu 30%. Utilizarea în siguranță a gazului este posibilă la temperaturi scăzute de până la -30⁰С și la temperaturi relativ ridicate până la + 30⁰С.
Celule de combustibil
Motoarele cu celule de combustibil generează în mod independent electricitate prin divizarea hidrogenului în electroni negativi și protoni pozitivi. Utilizarea unor astfel de motoare este benefică pentru volume mari, prin urmare, acestea sunt cele mai des utilizate în camioane grele. În prezent, în Danemarca, SUA și Japonia se testează trenuri care circulă cu motoare cu pile de combustie. Aceasta este o modalitate promițătoare de dezvoltare a combustibililor alternativi, din cauza consumului de hidrogen consum mai mic benzină pe unitate de distanță.
Un alt domeniu pentru dezvoltarea unor astfel de motoare este aviația. O astfel de celulă de combustibil a fost utilizată în aeronava TU-154, desigur, după prăbușirea URSS, toate evoluțiile în această direcție au fost înghețate. Cu toate acestea, oameni de știință din Uniunea Europeană și China lucrează la un proiect pentru o aeronavă de pasageri care va funcționa pe hidrogen. Pentru ca motorul să funcționeze, o astfel de aeronavă trebuie să dezvolte hiperspeed, ceea ce va fi posibil doar dacă motor suplimentar... Avantajele unui motor cu ardere internă care funcționează pe hidrogen sunt asociate cu impactul acestuia asupra mediului și eficiența ridicată.
Nivel ridicat de compatibilitate cu mediul
Desigur, este prezent un grad scăzut de poluare, dar datorită prezenței uleiului în mecanismul mașinii. Chiar și atunci când hidrogenul este adăugat la combustibilii convenționali, productivitatea crește cu 20%. Cu 5 kg de hidrogen, o mașină poate parcurge până la 500 km. Oamenii de știință consideră că hidrogenul este singura sursă de energie regenerabilă.
Cu el avantaje incontestabile astăzi există mult mai multe dezavantaje, care sunt legate în principal de proiectarea motorului:
- Volatilitatea hidrogenului. Este posibil să alimentați o mașină cu un motor cu ardere internă care funcționează cu hidrogen doar la o benzinărie. Alimentarea cu combustibil dintr-o altă mașină sau dintr-un recipient pe drum nu va funcționa.
- Pericol de explozie și pericol de incendiu. Toată lumea știe dezastrul dirijabilului Hindenburg, care a luat foc de la o scânteie în zbor: din 97 de persoane aflate la bord, un al treilea a murit.
- Costul ridicat al celulelor de combustibil și al unui motor cu hidrogen, care la rândul său mărește costul vehiculului. Un analog cu un motor cu hidrogen costă de două ori mai mult. O mașină cu hidrogen este de 100 de ori mai scumpă de întreținut decât un motor convențional.
- Motorul cu hidrogen ocupă un volum mare. În camioane și autobuze, acest lucru nu creează inconveniente, ci în autoturisme de pasageri volumul portbagajului este redus.
Motorul cu hidrogen nu este o fantezie. De exemplu, Honda, Toyota și Hyndai au stabilit o linie pentru producția de mașini cu motoare pe hidrogen și au ocupat dens piața: Toyota Mirai (2015), Honda FCX Clarity (2008), Hyundai ix35 Fuel Cell. La mijlocul lunii decembrie trecut al anului Audiși-a anunțat decizia de emitere concept nou pe hidrogen - Q6 H-Tron.
În ciuda tuturor dezavantajelor, hidrogenul este singura resursă regenerabilă și nelimitată de pe planetă. Pentru ca mașinile cu un astfel de motor cu ardere internă să fie răspândite, oamenii de știință și dezvoltatorii vor trebui să decidă cum să elimine caracteristicile negative și să reducă costul mecanismului, iar statele vor trebui să stabilească infrastructură, astfel încât mașinile cu hidrogen să nu mai fie o raritate pe drumuri.