Машины на водородном топливе

Проблема кризиса нефтепродуктов становится все острее, а для автомобильной промышленности она особенно актуальна. Если не будет бензина, на чем ездить?

На сегодняшний день рассматриваются и разрабатываются несколько альтернативных источников топлива. И один из них — водород. Возможно, именно он будет приводить в движения каждый автомобиль уже через несколько десятилетий. Ведь водородное топливо имеет ряд неоспоримых преимуществ.

Топливо будущего

Водород — самый распространенный химический элемент на нашей планете. Он экологически чистый. А единственный выхлоп, который образовывается при сгорании такого топлива — водяной пар.

Уже совсем скоро реально будет приобрести автомобиль, двигатель внутреннего сгорания которого питается водородом. Это будет один из так называемых гибридных автомобилей. А уже в следующем десятилетии, возможно, автолюбителям станет доступной технология, позволяющая обойтись и вовсе без двигателя внутреннего сгорания — его заменят топливные элементы, источником энергии которых будет водород. Такое топливо абсолютно безопасно для окружающей среды, ведь единственный побочный продукт его использования – H2O в газообразном состоянии. Выхлопная труба такого авто, по сути, становится водосточной, притом отводит она самую чистую форму воды.

Главным препятствием в разработке топлива из водорода долгие годы была его повышенная летучесть. Но эту проблему удалось решить.

Процесс заправки автомобиля водородом столь же прост, как и заправки, бензином, и требует примерно столько же времени. При этом экспериментально было доказано, что резервуар с водородом можно разбить, уронить, перевернуть, продырявить и даже поджечь без какого-либо вреда для человека или окружающей среды. Абсолютно безопасен даже продолжительный контакт незащищённой части тела (к примеру, руки) с гибридным компаундом, который содержится в этом резервуаре. Подобным уровнем безвредности бензиновая система похвастаться не может.

Первые шаги

Серийная машина на топливных элементах уже существует. В 2013 году публике была представлена Toyota Mirai. В сущности это электромобиль, электрическая энергия в котором производится топливными элементами в результате реакции водорода и кислорода. Ток, проходя через инвертор, преобразуется из постоянного в переменный, и напряжение возрастает до 650 В.

Тяговый синхронный двигатель крутит передние колеса. Весь процесс выработки и потребления энергии обходится без горения, а в качестве выхлопа выделяется водяной пар.

Toyota Mirai — это гибридный автомобиль. Питается он не только от топливных элементов, но и от металл-гибридной батареи на 21 кВТ. Эта батарея заряжается в момент рекуперативного торможения и отдаёт энергию при резком ускорении.

Какие препятствия остались?

К перечисленным преимуществам стоит еще добавить, что КПД электродвигателя может достигать 95%, тогда как у двигателя внутреннего сгорания это только 40-50%. И возникает вопрос: почему же до сих пор автопромышленность не перешла на водород? Как и перед каждой новой технологии, перед массовым использованием водородного топлива еще существует несколько препятствий.

Во-первых, инфраструктура. Нельзя просто поставить на поток производство автомобилей, питаемых водородом. Для них необходимо создать соответствующую инфраструктуру — широкую сеть заправок и автосервисов. А для этого требуются колоссальные вложения. И хотя в перспективе они окупятся, найти инвесторов не так просто. Но процесс движется: к примеру, в Германии уже насчитывается 19 водородных заправочных станций, а в планах расширить их сеть более чем до 400 к 2023 году. Автопроизводители так же заинтересованы в таких переменах и потому инвестируют в модернизацию инфраструктуры значительные средства.

Во-вторых, цена на водород пока превышает цену бензина и дизеля. Так, для 1 кг водорода она находится у отметки в 9,5 евро и хватает такого объёма топлива на 70-100 км пути. Выходит почти в 2 раза дороже, чем для широко используемых сегодня видов топлива! К тому же цена автомобиля на водороде так же отличается не в лучшую сторону — она в 2 раза выше, чем у сопоставимого по характеристикам бензинового автомобиля.

В-третьих, потребители. Автомобилисты обычно отличаются консервативностью и неохотно принимают что-нибудь принципиально новое. Электромобили пока еще вызывают много сомнений и недоверия, несмотря на их большую эффективность, экологичность и стремительно развивающуюся инфраструктуру. А невысокий спрос тормозит развитие отрасли.