Как работает авто на водороде

как работают водородные автомобили и когда они появятся на дорогах / Хабр

В Испании, где я сейчас живу, довольно много электромобилей — встречаю их практически каждый день, как на дорогах, так и на станциях для зарядки. И каждый год электрокаров становится все больше (не только в Испании, конечно). Но есть и альтернатива — автомобили на водородном топливе, которые тоже не загрязняют природу, поскольку их выхлоп — вода. Тема сегодняшней справочной — водородные машины, принцип их работы и перспективы.

Когда появились первые автомобили на водороде?

Изобрел двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде, Франсуа Исаак де Ривас (François Isaac de Rivaz) в 1806 году. Водород он получал с помощью электролиза воды. Поршневой двигатель, который создал изобретатель, называют машиной де Риваса (De Rivaz engine).

Зажигание было искровым, двигатель имел шатунно-поршневую систему работы. Ну а цилиндр приводился в движение детонацией смеси водорода и кислорода электрической искрой — ее приходилось генерировать вручную в момент опускания поршня. Через два года этот же изобретатель построил уже самодвижущееся устройство с водородным двигателем.

Но более-менее широко применять водород для работы автомобильных двигателей стали много лет спустя. В 1941 году в блокадном Ленинграде автомобильные двигатели ГАЗ-АА были модифицированы инженер-лейтенантом Б. И. Шелищем. Движки управляли лебедками аэростатов заграждения (их заправляли водородом, и запасов газа в Ленинграде было много), но это были автомобильные двигатели. Кроме того, были модифицированы и несколько сотен движков в автомобилях.

Начиная с 1980-х сразу в нескольких странах, включая США, Японию, Германию, СССР и Канаду стартовало экспериментальное производство по созданию автомобилей, работающих на водороде, бензин-водородных смесях и смесях водорода с природным газом.

В 1982 году нефтеперерабатывающий завод «Квант» и завод РАФ разработали первый в мире экспериментальный водородный микроавтобус «Квант-РАФ» с комбинированной энергоустановкой на основе водородо-воздушного топливного элемента мощностью 2 кВт и никель-цинковой аккумуляторной батареи емкостью 5 кВт*ч.

На протяжении многих лет такие автомобили разрабатывали в разных странах по большей части в качестве эксперимента. После того, как концепция «зеленого» автомобиля стала популярной, автомобилями на водороде заинтересовались крупные корпорации вроде Toyota. Начиная с 2000-х, автомобильные компании стали разрабатывать концепты коммерческих авто.

А где брать водород?

Водород можно получать разными методами:

паровая конверсия метана и природного газа;
газификация угля;
электролиз воды;
пиролиз;
биотехнологии.

Наиболее экономичным способом производства водорода сейчас считается паровая конверсия. Так называют получение водорода из легких углеводородов (метан, пропан-бутановая фракция) с использованием парового риформинга. Риформингом называют процесс каталитической конверсии углеводородов в присутствии водяного пара. Водяной пар смешивается с метаном при высокой температуре (700–1000 Сº) и большом давлении с использованием катализатора.

При паровой конверсии водород получать дешевле, чем используя любые другие методы, включая электролиз.

Наиболее безвредный способ производства водорода — электролиз — получение водорода из воды с использованием электрического тока. Чистота выхода водорода близка к 100%. Если не считать загрязнение для получения электричества, такие установки почти безвредны для окружающей среды, поскольку в процессе работы выделяются только водород и кислород.

Еще один безопасный для окружающей среды способ получения водорода — реактор с биомассой.

Источник

Производить водород можно и на крупной фабрике, и на относительно небольшом предприятии. Чем масштабнее производство — тем ниже себестоимость газа. Но зато в первом случае увеличиваются расходы на доставку водорода к местам заправки машин.

Как работает топливная система и какие есть варианты?

Лучше всего рассмотреть принцип работы такой системы на примере серийных водородных авто Toyota Mirai. Основа — топливный элемент, электрохимическая система, преобразующая частицы водорода и кислорода в воду. Внутри такого элемента — протонпроводящая полимерная мембрана, которая разделяет анод и катод. Обычно это угольные пластины с нанесенным катализатором.

На катализаторе анода молекулярный водород теряет электроны, катионы проводятся через мембрану к катоду, а электроны отдаются во внешнюю цепь. На катализаторе катода молекулы кислорода соединяются с электроном и протоном, образуя воду. Пар или жидкость — это единственный продукт реакции.

Преимущество топливных ячеек на основе протонообменных мембран — высокая удельная мощность и относительно низкая рабочая температура. Они быстро греются и почти сразу после старта начинают производить энергию.

В Mirai используются топливные элементы с высокой удельной мощностью на единицу объема (3,2 кВт/л), максимальная их мощность 124 кВт. Произведенный топливным элементом постоянный ток преобразуется в переменный с одновременным повышением напряжения до 650 В. Электричество поступает в литий-ионный аккумулятор. Для движения машина расходует запасенную в нем энергию.

Водород в топливный элемент Mirai поступает из баллонов высокого давления (около 700 атм). Блок управления в автомобиле контролирует режим работы топливного элемента и зарядку/разрядку аккумулятора.

По данным Toyota на 100 км пути Mirai требуется до 750 граммов водорода. Владельцы Mirai говорят о примерно килограмме водорода на 100 км пути.

Такие автомобили опасны? Почему?

Поскольку водород — горючий газ, то транспортировать и хранить его нужно осторожно. Нужны высокочувствительные газоанализаторы, которые смогут дать сигнал в случае утечки. Правда, водород очень летучий газ (ведь это самый легкий химический элемент) и при попадании в атмосферу водород быстро поднимается вверх.

Сгорает он очень быстро. Дирижабль «Гинденбург» горел всего 32 секунды. Благодаря скоротечности пожара погибли далеко не все пассажиры, выжили 62 человека из 97, находившихся в гондоле дирижабля.

Тем не менее, если автомобилей на водороде станет много, то потребуются новые меры безопасности движения на дорогах. Машины с ДВС тоже опасны — в случае аварии и пробоя бака бензин или дизельное топливо вытекают на дорогу и могут воспламениться. Если будет пробит бак с водородом, газ очень быстро улетучится. Но если близко будет источник открытого огня или искр, водород может загореться.

В Mirai и других моделях водородных авто используются очень прочные баки для водорода. Toyota сделала свои баки пуленепробиваемыми, их стенки из сверхпрочного волокна выдерживают выстрелы из крупнокалиберного оружия. Для тестов компания наняла снайперов и пробить бак смогла только пуля калибром .50 после двойного попадания в одно и тоже место.

Если соблюдать меры безопасности, водородные автомобили не опаснее машин с ДВС.

Какой срок службы у топливных ячеек?

Пока что такая информация есть лишь для Mirai. Toyota заявляет, что одна ячейка гарантированно будет работать на протяжении 250 000 км. Затем, если работа ячейки ухудшается, ее можно заменить в сервисном центре.

Какие компании уже выпускают или собираются выпускать автомобили на водороде?

Водородные машины разрабатывают Honda, Toyota, Mercedes-Benz и Hyundai — у этих компаний уже есть готовые транспортные средства. Другие показывают пока лишь концепты (впрочем, рабочие) или просто красиво отрендеренные картинки. К числу первых можно отнести Audi и Ford, к числу вторых — BMW (справедливости ради нужно сказать, что в 2007 году BMW выпустила партию из 100 экспериментальных «водородных» моделей, которые так и остались экспериментом) и Lexus.

В серию запущены пока лишь Toyota Mirai и Honda Clarity. Их можно приобрести в США и Европе.

Сколько это стоит?

В настоящий момент водородные автомобили немного дороже обычных в плане эксплуатации. Так, при поездке в Европе протяженностью 480 км затраты на горючее для владельца обычной машины составят примерно $45, а вот владелец Mirai заплатит около $57. И это при том, что правительство некоторых стран субсидирует производство водорода для машин. Стоимость 1 кг водорода составляет в среднем $11.45.

Чем водородные авто лучше электромобилей?

Собственно, вопрос не совсем корректный. Дело в том, что и автомобиль на водороде, с топливной ячейкой, и «чистый» электрокар — это электромобили. Просто в одном случае машину заправляют водородом, во втором — электричеством.

Если сравнивать стоимость большинства электромобилей и Toyota Mirai, то они сравнимы, это несколько десятков тысяч долларов США. Стоимость Hyundai ix35 Fuel Cell составляет около $53 тыс., Toyota Mirai — $57 тыс., Honda Clarity — $59 тыс. Стоимость электрокаров Tesla начинается с $45 тыс. (базовая комплектация с прайсом в $35 тыс. пока доступна лишь для предзаказа). Электромобили от BMW стоят около $50 тыс.

Водородные автомобили быстро заправляются — на это уходит всего 3–5 минут, в отличие от электромобилей, где нужно от получаса до нескольких часов для подзарядки.

Основное достоинство водородного транспорта в том, что топливные ячейки служат много лет и практически не нуждаются в обслуживании. Если взять «чистый» электромобиль с его огромной батареей, то ее срок службы всего 1–1,5 тыс. циклов, то есть 3-5 лет. Причем водородный автомобиль без проблем будет работать на морозе (заводиться в том числе), а вот аккумулятор электромобиля потеряет заряд.

Какие перспективы у водородных машин и когда их можно будет увидеть на дорогах?

Водородные автомобили уже колесят по дорогам Европы и США (возможно, единичные экземпляры есть и в других регионах). Но их немного — несколько тысяч, что нельзя назвать массовым внедрением.

Проблема, которая сейчас мешает распространению водородных транспортных средств — отсутствие инфраструктуры (всего несколько лет назад аналогичная проблема была актуальной и для электромобилей). Нужны специализированные фабрики по производству водорода, транспортные системы для водорода и заправки.

Водородные АЗС в 2019 году(источник)

Кроме того, водород получается довольно дорогим, так что если электромобили покупают, в частности, для экономии на топливе, то в случае водородной машины — это не вариант. При массовом появлении фабрик по производству водорода для машин, а также сервисной инфраструктуры можно ожидать выхода гораздо большего числа транспортных средств на водороде на дороги общего пользования.

Но нет гарантии, что это вообще случится ли это или нет — пока неясно. Автопроизводители вроде Toyota активно продвигают свои машины и преимущества водорода в транспортной сфере. Но конкуренция слишком велика, как среди обычных машин с ДВС, так и среди электромобилей.

Водородный транспорт — хорошая идея только в теории / Хабр

Я очень хочу потыкать острой палкой в идею об электрических автомобилях на водородных топливных элементах (ТЭ). Некоторые люди совершенно очарованы этой идеей. Как можно не очароваться? На вход подается водород, абсолютно "чистое" топливо, а на выходе получается только вода или пар, и никакого углекислого газа, оксидов азота, сажи, и т. д. Водородный двигатель — тихий и компактный. Это не тепловой двигатель, и поэтому на него не распространяются жесткие ограничения цикла Карно. Заправка очень быстрая и не сильно сложнее чем обычная бензиновая заправка.

Кроме того, если вы — нефтяная компания, и спрос на бензин и дизель начнет уменьшаться, вы только что обнаружили новое топливо, которое можно продавать! Вы спасены!

Если вы живете в частном доме и хотите потреблять меньше энергии, вы думаете что можете делать водород из воды используя электричество от солнечных панелей на крыше, убивая сразу двух зайцев: вы получаете топливо для вашей машины и запасаете излишки энергии от солнечной генерации, с помощью единственной магической технологии. Звучит потрясающе!

К сожалению, дьявол кроется в деталях, и он не то чтобы сильно прячется, если вы будете смотреть внимательно.

В моей предыдущей статье я обсуждал эффективность в энергетических циклах двигателей внутреннего сгорания и электрических автомобилей. Я буду ссылаться на результаты из этой статьи когда буду делать предположения об электрических автомобилях на топливных элементах (fuel cell electric vehicle, FCEV). Я буду делать аналогичные допущения и использовать похожие источники.

Дисклеймер: я упомянут в нескольких патентах компании Texaco о получении водорода из природного газа для подачи на протонообменную мембрану (ПОМ, ПЭМ) топливных элементов (теперь патенты принадлежат Chevron, которая поглотила Texaco). Я занимался водородом еще с институтских времен, и примерно каждый второй проект на протяжении десятилетий, которые я провел в компании Zeton, включал в себя водород или синтез-газ.

Однако, еще раз хочу четко сказать: водород это прекрасная идея — в теории. Но большая проблема с водородом заключается... в самой молекуле водорода. Никакие изобретения или технологии не решат эту проблему.

Давайте разбирать цепочку эффективности электрического транспорта на водородных топливных элементах этап за этапом, также как мы делали с двигателем внутреннего сгорания и электрическими машинами на аккумуляторах (battery electric vehicle, BEV).

Производство водорода

КПД самого производства водорода — примерно 70%, в лучшем случае, к сожалению. Я недавно [статья 2017 года — прим. перев.] разговаривал с Hydrogenics, большим производителем щелочных и ПЭМ-электролизеров. Эффективность их более дешевых щелочных электролизеров — примерно 60%, а эффективность ПЭМ-электролизеров — 70%, когда он работает на минимальном токе. (Вы можете делать гораздо больше водорода на этом же приборе просто увеличив ток, но жертвуя эффективностью.) Это достаточно близко к теоретическому пределу эффективности электролиза — ~83%, которая получается, если поделить низшую теплоту сгорания (HTC) получаемого водорода на энергию затрачиваемую на электролиз. Мы не вернем эту потерю в топливном элементе потому что мы не используем теплоту конденсации водяного пара.

Большинство производителей электролизеров указывают КПД в расчете на высшую теплоту сгорания (ВТС), то есть включая теплоту конденсации пара. В этом случае 70% (НТС) КПД электролизеров превращаются в примерно 83% (ВТС).

Проблема электролиза в том, что часть энергии очевидно идет на создание молекул кислорода. Это может быть полезно в больших системах, которые могут собирать и сжимать чистый кислород (который затем можно продавать), либо если водород используется не как топливо, а как сырье в технологическом процессе, и этот процесс также использует кислород. К сожалению, водородная заправка не будет использовать кислород, она будет просто выпускать его в воздух.

Поэтому давайте остановимся на 70% (НТС) КПД конвертации электричества в водород, предположительно, электричества от возобновляемых источников (ВИЭ). Если совсем строго, мы еще должны учесть 6% потерь в электросети от источника электричества до электролизера.

70% КПД электролиза почти совпадает с наивысшей доступной на данный момент эффективностью технологии получения водорода из природного газа, парового риформинга (паровой конверсии) метана (steam methane reforming, SMR). Большие установки повышают эффективность, утилизируя теплоту продуктов процесса и сжигая побочные газы после очистки водорода.

Максимально чистый водород нужен, чтобы увеличить эффективность и долговечность топливных элементов. Они очень чувствительны к угарному газу, который уменьшает эффективность платинового катализатора в топливном элементе (то есть, является каталитическим ядом). К сожалению, невозможно конвертировать углеводороды в водород, не получив на выходе также какое-то количество угарного газа. Более того, сам катализатор может преобразовать углекислый газ в угарный газ, поэтому водородное топливо должно быть полностью очищено от обоих газов. Даже инертные газы, такие как аргон и азот, уменьшают эффективность ПЭМ-топливного элемента, потому что надо позаботиться об их выводе на аноде. Поэтому реальные топливные элементы требуют очень чистый водород: посмотрите на спецификации ПЭМ-топливных элементов производства Ballard, Plug Power, и других.

К сожалению, эффективность паровой конверсии метана стремительно падает с уменьшением установки. Тепловые потери увеличиваются, что имеет особенно большое значение в таком высокотемпературном процессе как паровая конверсия. Вы быстро обнаружите это когда попробуете спроектировать процесс для относительно небольшой водородной заправки.

Доставка природного газа по трубопроводам к установке по паровой конверсии в водород и последующая доставка водорода от централизованной установки к заправкам скорее всего будет стоить больше чем 6% от энергии конечного водорода, но давайте будем щедрыми и примем эти потери тоже за 6% чтобы делать меньше подсчетов (хотя, в конечном счете, это все равно будет неважно). Таким образом, вне зависимости от того, начинаем мы с электричества или с метана, мы приходим к 70%*94% ~= 66% КПД производства водорода, без существенных возможностей для улучшения потому что мы уже близки к термодинамическим пределам.

Стоит отметить что КПД электролиза горячего пара может казаться очень высоким (даже выше 100%), например, при использовании твердооксидного топливного элемента в реверсе. Естественно, при этом не учитывается работа по испарению воды и нагреву пара. Никто не использует электролиз пара если у него нет а) источника "бесплатного" пара и б) процесса в котором используется горячий водород или горячий кислород или желательно оба газа. Кроме того, как всякие высокотемпературные устройства, паровые электролизеры "не любят" работать с перерывами, поэтому вам также нужен стабильный круглосуточный источник электричества, а возобновляемые источники — не стабильные.

Хранение водорода

Теперь нам надо хранить водород, и загвоздка опять в самой молекуле. Хотя плотность энергии водорода на единицу массы очень большая, даже в форме криогенной жидкости (при температуре 24 выше абсолютного нуля) водород имеет плотность всего 71 кг/м3. Поэтому единственная практичная на данный момент форма хранения водорода для небольших машин — это газ высокого давления. Любые способы увеличения объемной плотности хранения водорода или уменьшения давления (например, гидриды металлов, абсорбенты, органические носители, и т. д.) или сильно увеличивают массу бака, или увеличивают потери водорода во время хранения, или требуют энергии для извлечения водорода. Я бы не рассчитывал на некий магический прорыв в этой области: у нас было тридцать лет на исследования с того момента, как водород стал всерьез рассматриваться как топливо.

Про опасность водорода хорошо известно, и в моей статье не будет картинки с дирижаблем "Гинденбург"! На самом деле, уже достаточно давно научились безопасно обращаться с водородом в промышленности если использовать разные меры предосторожности. Но я не хочу, чтобы мои соседи даже думали о производстве водорода под давлением 400 или 600 атмосфер с помощью своих домашних солнечных панелей. Это кажется мне кошмарной идеей по многим причинам.

Чтобы сжать водород с давления ~20 атмосфер на выходе с установки по паровой конверсии из метана или с примерно атмосферного давления (на выходе из некоторых электролизеров) до 400 атмосфер надо потратить энергию, обычно электричество. К сожалению, мы вынуждены рассеивать тепло от сжатия водорода на достаточно низкой температуре чтобы сберечь элементы компрессора, и поэтому это тепло трудно как-то использовать. Более того, давление в баке на заправке может снизиться с 400 атмосфер только до 395 во время заправки одной машины, поэтому вся работа по сжатию делается при самом высоком коэффициенте сжатия [я не понимаю, что тут сказано — прим. перев.]. Бак на заправке должен быть очень большим. В противном случае, требования заправляющего компрессора или ограничения по переносу тепла могут уменьшить скорость заправки (ведь мы помним, что скорость заправки — чуть ли не главная причина, по которой нам интересен водород в качестве топлива для транспорта!).

На большом масштабе, с гигантскими компрессорными агрегатами, можно хранить водород под большим давлением теряя не больше 10% от теплоты сгорания (НТС) хранимого водорода на работу компрессоров, что, на самом деле, удивительно хорошо, учитывая вышесказанное. (Заметим, что политропный КПД самих компрессоров — это лишь малая часть этих потерь. Мы смотрим на другую меру эффективности.) К сожалению, когда мы уменьшаем размер компрессоров, эффективность улетает вниз. Многоступенчатый диафрагменный компрессор для автомобиля может потреблять до половины энергии сжимаемого водорода или даже больше. При уменьшении масштаба также растут капитальные расходы в расчете на единицу энергии проходящей через установку на протяжении ее жизненного цикла. Прискорбно, что транспортировка водорода на большие расстояния нереалистична по той же причине, по которой его тяжело хранить — свойства молекулы. [Тут автор не развивает мысль почему транспортировка водорода на большие расстояния нереалистична, но в другой статье он пишет, что доставка водорода по трубопроводам требует в три раза больше энергии, чем доставка природного газа, на единицу переносимой энергии — прим. перев.] Все мечты о "водородной экономике" предполагают малые и распределенные системы производства водорода, так что мы не должны гонять водород с места на место, что оставляет нам только один реалистичный вариант: электролиз.

Таким образом, у нас остается 70% (производство) * 94% (потери в электросети или на работу трубопровода) * 90% (хранение под высоким давлением) = 59% КПД от исходной энергии до бака автомобиля. Для сравнения, для бензина этот показатель — 80%. Конечно, мы не будем использовать водород в неэффективном двигателе внутреннего сгорания как замену бензину, особенно если водород получен из углеводородов: мы бы лучше просто сжигали эти углеводороды в ДВС напрямую.

Если нас заботят выхлопы парниковых газов, производство водорода из метана точно не решает проблему [см. недавнюю статью "Насколько чист "голубой" водород?" на эту тему — прим. перев.]. Мы бы лучше просто ездили на Приусах. Электролиз с использованием электричества из возобновляемых источников — это единственный возможный вариант.

Топливный элемент с протонообменной мембраной

Печально, но мы все еще не закончили терять энергию — далее идут потери в топливном элементе. Хотя это и не тепловой двигатель, топливный элемент все равно имеет собственные термодинамические пределы. Топливные элементы достигают эффективности в 50–60%, и это недалеко от теоретического предела в 83% для идеального топливного элемента.

Давайте будем щедрыми и возьмем 60% как КПД топливного элемента. Реальные ТЭ которые можно купить имеют эффективность около 50% — лучше, чем у небольшого двигателя, примерно так же, как у судовых двигателей или стационарных скоростных двигателей, или у газовых турбин.

Вся цепочка, от источника энергии до колес

Учитывая эффективность электрического инвертора и мотора (90%), общая эффективность "от электростанции до колес" — 94%*70%*90%*60%*90% = 32%. Напомню, что по показателю "от скважины до колес", Приус достиг эффективности 30% на бензине, то есть мы "сделали" Приус, и это без вредных выхлопов. И с быстрой заправкой. Ура! Ура?...

Мой самодельный электрический автомобиль, "E-Fire", имеет эффективность 76.5%... и тоже не дает никаких выхлопов. [Источник этой оценки неясен: если автор берет такие же потери в инверторе, моторе, и электросети, его батарея должна иметь КПД 90%. — прим. перев.] несмотря на очень маленькую батарею по нынешним стандартам, всего 18.5 кВч, этого хватает на мою дорогу до работы и обратно. Я уже проехал на этой машине 20 тыс. км. без парниковых выхлопов, и я никогда не ждал ее зарядки: я заряжаю ее один раз ночью, и один раз утром на работе. Эта машина не делает всего того, что делает машина с ДВС, не пытается, и не должна этого делать.

Капитальные затраты на водородный стек

Таким образом, электромобили на топливных элементах (FCEV) в лучшем случае примерно в 2.4 раза хуже чем лучшая доступная сейчас альтернативная технология, электромобили на аккумуляторах (BEV). Взамен мы получаем более быструю заправку и, возможно, немного большую дальность хода на одной заправке, и это все. Не слишком ли высока цена за немного большее удобство? Хотя, подождите, мы ведь даже не начали говорить о цене....

Водород это очень дорогое топливо, с любой точки зрения.

В 2.4 раза худшая эффективность транспорта на топливных элементах означает что мы должны установить в 2.4 раза больше генерирующих мощностей из возобновляемых источников. Сам по себе этот факт должен заставить сторонников водорода задуматься.

Мы также должны построить инфраструктуру по распределению водорода. Вы не будете заправляться водородом дома, это слишком огнеопасно. Это значит что кто-то должен заняться этой инфраструктурой как бизнесом, но никто не захочет это делать потому что на этом не получится заработать.

Наконец, давайте посмотрим на сам электромобиль на ТЭ. В нем, конечно, должен быть бак для водорода и топливные элементы. А также все остальные части обычных электромобилей, включая аккумулятор! Аккумулятор будет меньше, ближе по размеру к аккумуляторам в гибридах, но он все равно нужен чтобы было куда девать энергию от рекуперативного торможения, чтобы управлять потребностями в системе топливных элементов чтобы уменьшить ее стоимость. Батарея также нужна во время старта и выключения топливных элементов. Таким образом, электромобиль на ТЭ — это гибрид.

В дополнение ко всему вышесказанному, сами топливные элементы по-прежнему очень дороги. Хотя цены однозначно снизятся с началом массового использования и производства, также как сейчас снижаются цены на литий-ионные аккумуляторы, металлы платиновой группы (МПГ), такие как платина и палладий, используемые в катализаторах топливных элементов, не позволят ценам упасть слишком сильно. Уменьшите долю МПГ, и топливные элементы станут еще более чувствительными к примесям в водороде, и, я подозреваю, эффективность упадет. Замените МПГ на более дешевые металлы, такие как никель, и большая часть преимуществ топливных элементов пропадет: они должны будут работать при более высоких температурах, и т. д.

Toyota Mirai, электромобиль на топливных элементах

Означает ли это, что водород — это мертвая идея для персональных электромобилей? Одним словом, на мой взгляд, ДА. Я полностью согласен с Илоном Маском в этом вопросе. Разве что, уточнив, что мы говорим не о мире в котором электричество ничего не стоит, или его цена даже становится отрицательной потому что генерация из возобновляемых источников становится такой дешевой что не требует вообще никаких денежных вложений. Но я готов поспорить, что а) этого никогда не произойдет, б) даже если мы приблизимся к этой странной экономической ситуации, капитальные затраты и другие практические проблемы с электролизерами, компрессорами, резервуарами для хранения и топливными элементами все равно полностью убьют идею.

Сравнение двух реальных автомобилей которые можно купить (по крайней мере, в Калифорнии) показывает, что мои оценки оптимистичны в пользу водорода. Для автомобилей с аналогичными характеристиками и дальностью хода, водородный автомобиль потребляет в 3.2 раза больше энергии и стоит в 5.4 раза больше в расчете на проеханный километр:

Конечно, обе технологии будут улучшены в будущем, но расчеты выше по тексту задают пределы. Невозможно преодолеть законы термодинамики неким хитрым изобретением или принимая желаемое за действительное.

Означает ли все это, что топливные элементы вообще не нужны? Вовсе нет! Существуют устоявшиеся области в которых ПЭМ-топливные элементы имеют смысл, но это лишь те ситуации, где энергоэффективность гораздо менее важна, чем, например, быстрая заправка. Таким образом, Plug Power находит свою нишу на рынке складских вилочных погрузчиков, особенно на охлаждаемых складах.

Вилочный погрузчик на топливных элементах

То же самое относится к так называемым "power to gas" (P2G) схемам. Это совсем другая модель: они используют "избыточную" возобновляемую электроэнергию для производства водорода, который затем под низким давлением подмешивается в газовую сеть, где в конечном итоге используется для производства тепла, часто в устройствах, которые в конечном итоге рекуперируют тепло конденсации водяного пара (продукта горения водорода). Как средство хранения электроэнергии схемы P2G настолько смехотворно неэффективны, что о них даже не стоит говорить, но зато они требуют лишь небольших капитальных вложений и сокращают выбросы парниковых газов, когда водород вытесняет метан. Это не так уж и плохо, если только вы не сделаете вывод, что однажды мы ПОЛНОСТЬЮ заменим природный газ водородом... Это будет очень глупо.

Другие применения водорода на транспорте

На данный момент, в некоторых видах транспорта: самолеты, поезда, суда, аккумуляторы практически или совсем неприменимы. Главный вопрос в этих случаях стоит так: насколько мы заботимся о токсичных выбросах? Если они волнуют нас больше всего, водород — единственные решение. Но если мы больше думаем о парниковом эффекте, мы также можем использовать биотопливо как альтернативу водороду. [При сжигании биотоплива в воздух попадает углекислый газ, но этот углерод был извлечен из атмосферы самими растениями в течение предыдущего года, поэтому общий атмосферный баланс не нарушается — прим. перев.] Для самолетов биотопливо, скорее всего, — это единственное практическое решение до тех пор пока мы не изобретем что-то с гораздо большей плотностью энергии, чем литий-ионные аккумуляторы, возможно, перезаряжаемые металл-воздушные аккумуляторы. И хотя мы не сможем полностью заменить бензин и дизель на биотопливо, даже если полностью забудем об экономике (цифры по этому поводу см. на сайте www.withouthotair.com), если мы покроем 90% перевозок (в километрах, или тоннокилометрах) электричеством, мы можем производить достаточно биотоплива чтобы покрыть оставшиеся 10%, ПЛЮС все те другие виды транспорта, в которых в сейчас невозможно использовать аккумуляторы. Гораздо важнее избавиться от токсичных выхлопов в городах, чем на трассах, в море, или высоко над землей.

Очевидно, что использование водорода или электрохимии для уменьшения выбросов CO2 с целью получения жидких углеводородов значительно менее эффективно, чем сам водород [я не понимаю, что тут сказано — прим. перев.]. То же самое и с аммиаком, который кажется кому-то способом преодолеть некоторые недостатки водорода. Аммиак — ядовитый газ, и, опять же, производить его менее эффективно, чем водород. Мысль о заправке автомобилей аммиаком повергает меня в ужас, учитывая количество смертей, связанных с аммиаком в результате его использования в качестве хладагента и в сельском хозяйстве.

Так называемое "e-топливо" (e-fuel, power-to-liquid) — это, на самом деле, производная водородного топлива. Оно делается из углекислого газа, воды (продукт горения водорода), и электричества. При реверсе термодинамического процесса неизбежны потери. С учетом того, что потом мы используем это топливо в неэффективном ДВС, вся схема получается очень очень неэффективной.

Е-топливо - это способ использовать еще больше излишков энергии в тщетных попытках превратить водород в более эффективное (удобное) топливо. К сожалению, если мы не сможем производить достаточно биотоплива для того транспорта, в котором мы не можем использовать аккумуляторы, нам, возможно, придется сначала использовать топливные элементы, и только в самом крайнем случае — е-топливо. И мы будем горько плакать, глядя на его стоимость.

Настоящее будущее "зеленого" водорода

Сейчас более 96% водорода производится из ископаемого топлива либо целенаправленно (паровая или автотермальная конверсия метана), либо как побочный продукт при производстве нефти. Мы должны научиться производить водород очень эффективно из возобновляемого электричества, но не тратить его как автомобильное топливо, а использовать при производстве удобрений: аммиака и мочевины. Нам придется избавиться от гигантской инфраструктуры по производству и доставке углеводородов.

В продолжение темы, читайте мою статью: "Hydrogen from renewable energy — our future?" Или зеленый камуфляж?

Дисклеймер [от автора статьи, не переводчика]: все что я пишу в своих статьях — это мое личное мнение. Я пытаюсь всегда приводить ссылки на источники, когда могу. Скорее всего, в моих цифрах и рассуждениях есть ошибки. Я заранее извиняюсь за них. Если вы можете указать мне на них со ссылкой на хороший источник, я отвечу и исправлю текст. Мой работодатель, Zeton Inc., работает в совсем другой области, и не имеет ни интереса, ни даже позиции по поводу водорода. Мы проектируем и строим пилотные установки.

Технология водородных топливных элементов | Knauf Automotive

Технология водородных топливных элементов может оказаться самым экономически эффективным вариантом автомобильной энергетики на сегодняшний день. Что такое водородный топливный элемент и как он работает?

Что такое водородный топливный элемент?

В ближайшем будущем водородные топливные элементы могут широко использоваться в автомобилях. Это решение имеет множество преимуществ, и есть много признаков того, что автомобили на водородном топливе будут становиться все более популярными. В то же время важно помнить, что водородные топливные элементы, как и любая другая технология, имеют определенные ограничения. Но сначала стоит узнать, как выглядит система такого типа и как она может обеспечивать энергией двигатель автомобиля.

Функция топливного элемента — независимо от его типа — заключается в выработке электроэнергии за счет окисления подаваемого на него топлива. Работа водородных топливных элементов, однако, полностью отличается от работы гальванических элементов, к которым относятся батареи и аккумуляторы. В отличие от этих типов компонентов, топливные элементы не нуждаются в подзарядке и могут начать работать практически сразу после подачи топлива.

Водородные топливные элементы – наиболее широко используемый вариант. Электроды погружены в электролит и используют водород (на аноде) и кислород (на катоде). Это, помимо прочего, устраняет вредные вещества, образующиеся в процессе сгорания топлива — вместо них в окружающую среду выбрасывается только пар.

См. подробнее: Как уменьшить углеродный след в автомобильном секторе?

Как работает водородный топливный элемент?

Благодаря использованию водорода, процесс сгорания топлива не изменяет химический состав электролитов или электродов. Это еще один важный аспект, касающийся различий между топливными и гальваническими элементами. Батареи основаны на реакциях, которые могут привести к изменению используемых веществ — отсюда необходимость зарядки, которая включает в себя обратные процессы.

Принцип работы водородного топливного элемента довольно прост: водород высвобождает электроны, которые затем реагируют с кислородом для производства электроэнергии, оставляя в качестве побочного продукта реакции только пар. В некоторых элементах вместо чистого водорода используются соединения, содержащие большое количество водорода, такие как метан или метанол — в этих случаях эффективность немного ниже, а в процессе сгорания также образуется небольшое количество углекислого газа.

Области применения водородных топливных элементов

Водородные топливные элементы находят довольно широкое применение в различных отраслях:

энергетические технологии – для обеспечения энергией мест, где невозможен свободный доступ к электросети;
строительство автономных роботов,
системы аварийного энергоснабжения,
космические технологии — корабли и зонды,
автомобильная промышленность.

Последний пункт, в частности, заслуживает внимания. Двигатели на водородных топливных элементах – это решение, которое принимает все большее число производителей автомобилей. Уже есть несколько моделей от ведущих брендов с таким приводом – эффективность водородных топливных элементов довольно высока, что позволяет использовать их даже в автобусах.

См. подробнее: Амортизаторы для автомобильных баков для хранения водорода

Водородные автомобили – технология, инфраструктура и другие факторы, влияющие на их внедрение

Хотя технология как водородных топливных элементов, так и водородных двигателей в настоящее время достаточно развита, мы все еще довольно далеки от широкомасштабного внедрения этого типа технологий. Однако их количество неуклонно растет, а растущая популярность является результатом сочетания нескольких важных факторов. Среди прочего стоит обратить внимание на действующие нормы — Европейский Союз, совместно с другими организациями, в настоящее время уделяет большое внимание экологичности дорожного движения, поддерживает инициативы, связанные с альтернативными видами топлива, и проясняет юридические вопросы, связанные с электромобильностью.

Одним из решающих преимуществ в повседневной эксплуатации водородного автомобиля является широкая доступность этого элемента – его можно найти практически везде, что позволяет свести затраты к минимуму. Один "бак" в новейших водородных автомобилях позволяет проехать даже более 700 км, что является значительным преимуществом перед другими электромобилями.

См. подробнее: Виды электромобилей против развития электромобильности — в чем преимущества автомобилей HEV, PHEV, FCEEV?

Однако в настоящее время серьезным препятствием является отсутствие доступной инфраструктуры для снабжения автомобилей водородом. В Польше первая станция такого типа была создана всего несколько месяцев назад, а во всей Европе их количество оценивается чуть более чем в 200. Однако существует множество проектов, которые предполагают строительство новых водородных заправочных станций в ближайшие годы.

Как заправлять водородный автомобиль?

С точки зрения водителя, процесс заправки выглядит так же, как и в случае с автомобилем, работающим на топливе. Однако есть несколько важных отличий: водород на заправочных станциях обычно измеряется в килограммах, а не в литрах. Кроме того, заправка водородного автомобиля требует тщательного контроля скорости насоса, поскольку слишком быстрая заправка автомобиля может привести к опасно высокой температуре. Время зарядки нового водородного автомобиля на обычной станции составляет около 3 минут.

Цены на водородные автомобили

В настоящее время водородные автомобили довольно дороги – цены на модели, доступные в Польше, составляют около 65 000 евро. Однако с развитием инфраструктуры и ростом популярности альтернативных видов топлива эти цифры будут постепенно снижаться, как и в случае с другими электромобилями. Важную роль здесь могут сыграть правовые нормы Европейского союза и государств-членов – уже сейчас во многих местах водители могут рассчитывать на льготы, связанные с использованием этого типа автомобилей.

Водородные топливные элементы – преимущества и недостатки

Конструкция водородных топливных элементов относительно проста, как и принцип их работы – благодаря этому химическая энергия может быть преобразована в электричество очень быстро и легко. При этом риск возникновения сбоев и неполадок очень низок. Огромным преимуществом использования этого типа топливных элементов является их нейтральное воздействие на окружающую среду. Побочным продуктом сжигания водорода является только пар, в отличие от ряда вредных веществ, образующихся при использовании твердого топлива. Более того, водородный топливный элемент также создает низкий уровень шума. Технология водородных топливных элементов также обеспечивает эффективную работу в течение длительного времени и возможность больших мгновенных перегрузок. Один элемент вырабатывает ток очень низкого напряжения (от 0,5 до 1 В), но они могут быть объединены практически в любом количестве, что обеспечивает значительную масштабируемость и широкое применение.

Недостатком водородных топливных элементов является довольно высокая стоимость материалов, используемых для производства катализаторов. Кроме того, эффективность систем такого типа ниже, чем при хранении энергии в аккумуляторах. Процесс производства водорода также требует определенных затрат энергии. Несмотря на это, считается, что водород имеет значительный потенциал в качестве источника энергии как для автомобилей, так и для стационарных установок. Следует, однако, помнить, что водородные топливные элементы — это технология, которая все еще находится на стадии разработки, но значение компаний в этом секторе постоянно растет.

Современные решения для электромобильности с Knauf

Постоянно развивающаяся технология водородной энергетики становится все более популярной. По этой причине имеет смысл обратиться к решениям, которые будут хорошо работать на этом быстрорастущем рынке. В современных элементах используются компоненты из вспененного EPP, которые обеспечивают эффективную теплоизоляцию в сочетании с защитой от ударов и повреждений. Одним из ведущих производителей таких деталей является компания Knauf Industries, которая также предлагает ряд других инновационных решений для электромобилей.

Хотите получить более специализированные знания?

опасно или выгодно?, утилизация автомобилей и машин, #утилизация

С поисками все новых альтернативных источников топлива человечество логично пришло к использованию водорода в двигателях внутреннего сгорания. Самыми известными моделями на водородном топливе, выпускаемыми в наши дни, являются:

Honda FCX Clarity;
Mercedes-Benz F-Cell;
Toyota Mirai;
BMW 7 Hydrogen;
Mazda RX-8 Hydrogen.

Казалось бы, это решение может распространиться смело и на другие концерны, решив проблему нефтяного кризиса. Однако водород – во-первых, не единственная, а во-вторых, не самая безопасная альтернатива. Недаром электромобили вроде Tesla сейчас выигрывают партию.

Знаете ли вы? Что первый ДВС на водородном топливе изобрел француз де Риваз в 1806 году. А в период Ленинградской блокады, когда не было бензина, гениальные конструкторы переделали двигатели более, чем 500 транспортных средств под водород, и те работали без отказа до конца блокады.

Плюсы водородного топлива

Согласно исследованиям, водород понижает номинальную мощность мотора почти на 80%, однако если исправить под него систему зажигания, водород, наоборот, повысит ее мощность на 18%. И в этом плюс: изменения, которые вносятся в конструкцию автомобиля, небольшие и недорого стоящие.

Второе преимущество – неоспоримая экологическая чистота топлива. Когда Toyota презентовала свой последний «водородный» автомобиль, один из журналистов демонстративно сделал несколько глотков выхлопов, которые после водорода выходят жидкими. Следовательно, планете подобные автомобили вредят гораздо меньше.

Наконец, доступность водорода говорит в его пользу: это топливо можно получать даже из компоста, канализационных вод, биомусора. То есть, не нужно платить нефтяникам.

Есть ли минусы?

Опасность довольно большая состоит в том, что водород – один из самых легких газов, который в чистом виде без удержания просто улетит в верхние слои атмосферы. Поэтому его связывают в виде воды или метана, и уже внутри двигателя высвобождают. Этот процесс делает более дорогой технологию, да и стоимость сжиженного водорода, которая колеблется от 2 до 8 евро.

Пока что ни у нас, ни в Европе нет достаточного количества водородных заправок. Во многом это обусловлено низкой рентабельностью. А также тем, что стоит чистому водороду просочиться сквозь любую щель, он превращается в гремучий легко взрываемый газ. Для его воспламенения достаточно в 10 раз меньше энергии, чем для воспламенения бензина. Горит водород неярко, его сложно сразу заметить, но задохнуться ядовитыми газами очень просто. Так вывод – пока что водородные ДВС слишком дороги и для кошелька, и для здоровья человека.

Заработать на водороде – Коммерсантъ Санкт-Петербург

Внедрение водородного топлива — перспективное направление и для России, и для всего мира: оно является более технологичным и экологичным. Популяризация подобных технологий связана с рядом существенных ограничений — высокой ценой топлива, необходимостью новых технологических решений для его хранения и транспортировки, а также с развитием инфраструктуры для обслуживания автомобилей. Эксперты отмечают, что экономическая выгода водородного топлива по сравнению с остальными пока неочевидна.

В начале ноября Смольный сообщил, что в Петербурге может появиться каршеринг на водородном топливе. Соответствующий проект рассматривается городом, Минпромторгом РФ и компанией Hyundai. По словам вице-губернатора Петербурга Евгения Елина, городское правительство намерено «забежать вперед и посмотреть, как это будет работать», организовав эксплуатацию таких автомобилей. Впрочем, конкретных сроков названо не было, равно как и подробностей запуска данного проекта, касающихся потенциального оператора каршеринга и количества таких машин.

Как пояснили BG в Минпромторге РФ, речь идет о развитии нового для нашей страны направления — использования, а в будущем и создания транспорта, работающего на водородном топливе. При этом «Каршеринг на водородном топливе» может стать одним из пилотных проектов, реализуемых в мегаполисах. В ведомстве также отметили, что поставщиками водородного топлива могут стать «Газпром» и «Росатом».

Найти отличия

Для начала стоит разделить два направления использования водорода в качестве топлива. «Первый — это применение его в качестве именно топлива для двигателей внутреннего сгорания. Этот вариант старше, чем использование бензина или дизельного топлива, причем почти на век. Прообраз такого двигателя появился еще в 1806 году»,— говорят эксперты «Авито Авто». С двигателями подобного типа создавали легковые модели Mazda (причем в этом случае двигатель роторный и двухтопливный), BMW (тоже двухтопливная схема), Audi, Ford, Hyundai, Toyota, Honda — и это далеко не полный список. В настоящее время в этом направлении (но не единственном и не наиболее приоритетном) работает и производитель грузовиков и автобусов MAN. Кроме того, имели место и российские, и даже еще советские разработки, отмечают эксперты. «Одним словом, это просто одна из ветвей развития современных двигателей. Как для легковой, так и для грузовой техники, для железнодорожных локомотивов и даже для авиации»,— заключают они.

Второе направление — относительно новое и считающееся одним из наиболее перспективных — это водородные топливные элементы, то есть системы, позволяющие использовать водород во взаимодействии с кислородом (без процесса горения) для генерации электроэнергии непосредственно на борту автомобиля. «В автомобиле с водородным двигателем, как правило, есть два бака — с водородом и воздухом, при смешивании которых выделяется электричество. Его можно использовать непосредственно для питания электродвигателя»,— рассказывает Роман Абрамов, исполнительный директор «СберАвто», добавляя, что это прекрасная на первый взгляд технология, не требующая масла, поршней, двигательных элементов, не наносящая вред окружающей среде. «Водородные топливные элементы действительно достаточно перспективны. Подобные разработки — как экспериментальные, так и серийные — также имеют многие производители, среди них Toyota, Hyundai, Mercedes, Opel, Honda, Volkswagen»,— добавляют эксперты «Авито Авто». Пионером в этой области можно назвать компанию Toyota, которая несколько лет назад представила автомобиль Toyota Mirai. «Это не концепт, а работающий продукт, который можно увидеть на улицах Японии и, думаю, в других развитых азиатских стран»,— говорит господин Абрамов. Кроме того, BMW совместно с Toyota ведет разработки для своих авто, развивают это направление Honda и Hyundai. «Какие-то попытки совершают многие производители, у Lada была "Нива" на водородном топливе. Тем не менее пока у всех, кроме Toyota, это остается на уровне экзотики и прототипов»,— указывает он.

Некоторые эксперты автоиндустрии считают, что водородный двигатель применим в первую очередь в транспортных средствах, предназначенных для коммерческого использования (например, машины такси, грузовые автомобили). В частности, такой позиции придерживается глава концерна Volkswagen Герберт Дис. «VW сделал выбор в пользу производства электромобилей, и, как отмечал Герберт Дис, одна из причин — в том, что водородный двигатель обладает большим потенциалом для использования в грузовом транспорте, чем для оснащения персональных легковых автомобилей. Одна из возможных причин такой позиции — то, что машина на водородном топливе в производстве дороже, чем авто с электрическим двигателем»,— объясняют в «Авито Авто».

Преимущества и недостатки

Необходимость перехода на водородное топливо обусловлено и климатическими, и экологическими требованиями. «В 2019 году наша страна подписала Парижскую конвенцию по климату, которая предусматривает разработку технических решений по переходу на экологические виды топлива, так называемое "зеленое" топливо. Россия имеет высокий потенциал для производства экологически чистого водорода. К 2030 году стоимость водорода станет сопоставима со стоимостью традиционных источников энергии, но в настоящее время использование "зеленого" топлива до конечного потребителя затруднительно, в том числе с финансовой точки зрения»,— замечает ректор БГТУ «Военмех» им. Устинова Константин Иванов. При этом, по его словам, переход транспортной системы Петербурга на «зеленое» топливо потребует колоссальных инвестиций и глобальных инфраструктурных решений.

Водородное топливо — гораздо более технологичный и экологичный вид топлива, оно обеспечивает бесшумную работу, малый расход, а также полную экологичность по причине выбросов водяного пара. Такие автомобили можно очень быстро заправлять — едва ли не быстрее, чем бензиновые или дизельные, что является существенным плюсом на фоне длительной зарядки аккумуляторов. Кроме того, автомобили на топливных элементах имеют лучший запас хода.

Среди недостатков эксперты отмечают сложность и дороговизну получения водорода как топлива: в случае получения его из природных газов не снижаются углеродные эмиссии, а в случае электролиза — необходимо большое количество редкоземельных и драгоценных металлов для установки. «Однако как показало время, если развивать любую технологию, можно достичь снижения стоимости, как это было с литий-ионными батареями, стоившими сначала целое состояние»,— говорит Александр Багрецов, руководитель проектов направления «Оценка и финансовый консалтинг» группы компаний SRG.

По словам директора по административно-хозяйственной деятельности ООО «Байкал-Сервис ТК» Александра Разина, для использования водорода в качестве топлива потребуются не только энергоресурсы для его производства, но и развитая инфраструктура хранения и транспортировки — трубопроводы, железнодорожные цистерны, морские танкеры, автозаправки. «Как известно из химии, водород очень летуч и взрывоопасен. Хранение, транспортировка или использование водорода потребуют наличия высокочувствительных газоанализаторов, сверхпрочных материалов. К примеру, существующая технология водородно-воздушных топливных элементов, которая уже используется на автомобилях Honda, Toyota, Hyundai, пока не показала свою безоговорочную эффективность, так как оборудование довольно тяжелое и габаритное, а вероятность утечки чрезвычайно летучего газа снижает безопасность и требует высочайшего уровня технологий, что, безусловно, влияет на экономику проекта»,— рассуждает господин Разин.

К другим недостаткам можно отнести высокую стоимость машин, которые по своему устройству существенно сложнее бензиновых или электрических, добавляет Дмитрий Мешков, исполнительный директор ООО «Соллерс Инжиниринг». По его словам, в обозримом будущем можно говорить лишь о реализации локальных проектов, таких как создание пассажирского транспорта на водородном топливе для крупных и богатых городов. «Однако и тут не все просто, поскольку у таких автомобилей нет очевидных преимуществ перед электрическими»,— добавляет он.

По словам вице-президента Независимого топливного союза Дмитрия Гусева, практика показывает, что рост транспорта с альтернативными двигателями возможен только при создании достаточной инфраструктуры. А на стартовом этапе развитие инфраструктуры — это долгосрочные инвестиции. «Поэтому первым шагом для развития водородных двигателей будет создание сетей водородных заправок, о чем пока даже упоминания нет в "Энергостратегии-2035"»,— поясняет господин Гусев, предполагая, что в ближайшие пятнадцать лет, если не будет существенных изменений, автомобилей и заправок на водороде не планируется.

Мария Кузнецова

Преимущества и недостатки автомобилей на водородном топливе

Преимущества автомобилей на водородном топливе

Водород при горении в среде чистого кислорода не выделяет никаких загрязняющих веществ.
Массовое производство и использование водорода может облегчить проблемы, связанные с меняющимися ценами и перерывами в поставках обычных видов топлива.
Рост производства водорода мог бы, как дополнительный выигрыш, стимулировать рост поставок водорода для отопления домов и офисов.
Во многих странах, включая США, уже существуют сети трубопроводов для метана. Некоторые из них можно было бы адаптировать для прокачки водорода и доставки его к заправочным станциям.
Водород можно получать как в малых масштабах на местных предприятиях, так и массово на крупных централизованных производствах. Это способствует повышению безопасности цивилизованного мира благодаря распределению энергетических ресурсов и благ в его пределах.

Недостатки автомобилей на водородном топливе

В горючей форме водород при комнатной температуре и нормальном давлении представляет собой газ. Это вызывает трудности при его хранении, переноске и перевозке. Особенно сложная проблема — это конструирование безопасных баллонов или других резервуаров для автомобилей на водородном топливе.
На момент написания этой книги водород не распространен широко на заправочных станциях в большинстве стран, включая США.
Баллоны с водородом требуют периодической проверки и сертификации. Это может выполняться только квалифицированным персоналом, имеющим лицензию.
На момент написания этой книги водород считается достаточно дорогим топливом, в основном из-за высокой стоимости процессов, необходимых для выделения его природных соединений — метана и воды.

Вопрос

Какое расстояние может преодолеть автомобиль на? водороде, полученном методом электролиза из 1 л воды?

Ответ

Автомобиль на водородном топливе, работающий с высокой эффективностью, может проехать то же расстояние на водороде, полученном из 1 л воды, что и обычный автомобиль тех же размеров на 1 л бензина.

Водородные двигатели на авто

Называть ленивый переход автомобильных двигателей на альтернативные источники энергии, мягко говоря, некорректно. Но тенденция уже намечена. Сначала стандарт Евро1 в 90-х годах прошлого века, потом все плотнее сужающиеся рамки допустимых выбросов в атмосферу. По большому счету, только очень богатые автомобильные производители пока предлагают альтернативу бензину и солярке. А начиналось все совсем не так.

Содержание:

Первый автомобиль с водородным двигателем
Что такое водородный двигатель
Принцип работы двигателя с водородным генератором
ДВС на водороде?
Недостатки водородных моторов

Первый автомобиль с водородным двигателем

Поскольку речь пойдет сегодня о том, как использовать водородные двигатели на авто, о перспективах их появления на конвейерах автозаводов в принципе, то просто нельзя не вспомнить о том, что такой двигатель появился на 75 лет раньше бензинового силового агрегата. Это было 1806 году, а само изобретение приписывают франко-швейцарскому изобретателю де Ривазу. Как известно, бензиновый двигатель был изобретен только к концу 19 века.

Водородный двигатель призван решить не только экономическую проблему постоянного подорожания нефтепродуктов. В конце концов, нефть когда-то закончится и в тот момент будет поздно думать о ее альтернативе. С другой стороны, ученые ищут замену обычному топливу для автомобильных двигателей в буквальном смысле, чтобы спасти цивилизацию. Атмосфера планеты уже перенасыщена оксидами азота, оксидами серы, углекислым газом. А с ростом количества частного автомобильного транспорта даже в развивающихся странах, ситуация с экологическими показателями атмосферы планеты близка к критической.

Что такое водородный двигатель

Сегодня явно очерчено два направления, в которых работают конструкторы водородомобилей.

Проводятся попытки научить работать на водороде обычный двигатель внутреннего сгорания.
Использование топливных элементов на водороде для получения электричества, как источника энергии.

Оба эти направления считаются перспективными и уже можно говорить о более-менее результативных экспериментах в этой области.

К примеру, автомобиль Toyota Mirai работает по принципу гибридного автомобиля. Единственный вид используемой энергии — электричество. Но при этом электродвигатель питается как от никель-металлгидридной батареи, так и от водородного топливного элемента, так называемого электрохимического генератора.

Принцип работы двигателя с водородным генератором

Принцип работы водородомобиля не слишком сложен. Вот схематическое изображение устройства и принципа действия водородного агрегата.

Встречный воздух подается через решетки в передней панели и в бампере.
Воздух, а точнее, кислород, который находится в воздухе, подается водородный генератор.
Генератор вырабатывает электрическую энергию, которая подается в аккумулятор.
Также часть энергии идет на работу электродвигателя.
Электродвигатель через систему привода вращает ведущие колеса.
Вода, которая образована в результате химической реакции, сливается из автомобиля или автоматически, или по команде водителя.

Принцип работы водородного генератора также несложен. Он основан на химической реакции водорода и кислорода, в результате молекулярного взаимодействия которых вырабатывается электрическая энергия. Выше мы разместили наглядную схему, показывающую, как работает водородный топливный элемент.

ДВС на водороде?

Еще одно направление, по которому идут изобретатели и конструкторы — применение ДВС, который смог бы работать на смеси водорода и кислорода. Таких наработок существует больше. К примеру, Мазда, Форд, БМВ и МАН уже несколько лет совершенствуют конструкции водородомобилей. За основу они взяли не обычный поршневой двигатель внутреннего сгорания, а роторный. Это объясняется тем, что выпускной и впускной коллекторы расположены довольно близко друг к другу. Выпускной коллектор может нагреваться до очень высоких температур, поэтому есть большая вероятность возгорания топлива вне камеры сгорания. Роторный двигатель лишен такой особенности, поэтому за основу взят именно он.

Однако и стандартный двигатель с кривошипно-шатунным механизмом также был использован в качестве эксперимента на автомобиле БМВ 7-й серии. Это был двигатель, который работал как на бензине, так и на водороде абсолютно независимо. 12-цилиндровый шестилитровый двигатель показывал мощность 260 сил, независимо от вида топлива. Расход водорода на сотню составлял около 50 литров. Водородный бак обеспечивал пробег в 200 км, после чего можно было переключить двигатель на бензин.

Недостатки водородных моторов

Проект провалился. Дело в том, что даже при минимальных переделках конструкции автомобиля, необходимо было устанавливать водородный бак, который занимал половину багажника. Кроме того, инфраструктура водородных заправок в мире насчитывает единицы точек, где можно заправить авто водородом. Добывать водород своими руками не имеет никакого смысла, масштабы не те, да и заправочное оборудование должно быть идеально герметичным.

Ученые прогнозируют более динамичное развитие инфраструктуры водородных заправок только к 2030 году, не ранее. Получать чистый водород можно только двумя путями — либо методом электролиза, либо выделять его из природного газа, поскольку в природе чистого водорода не существует.

Перспектива получать водород из воды выглядит заманчиво, но инвесторы не стоят в очереди на финансирование постройки оборудования, необходимого для получения летучего газа из обычной воды. Разработки продолжаются, нефть потихоньку заканчивается, поэтому человечеству стоит задуматься об альтернативных видах топлива несколько активнее, пока не поздно. А пока, удачных всем дорог на наших дизельных и бензиновых автомобилях.

Автомобиль на водороде - как это работает

Сегодня мы представляем самую важную информацию на эту тему. А в сентябре вы сможете увидеть Mirai своими глазами в избранных автосалонах Toyota в Германии, Великобритании и Дании.

Если бы вы спросили автомобильных инженеров, какой тип двигателя будет использоваться в автомобилях будущего, все они без колебаний ответили бы: электрический.По сравнению с двигателями внутреннего сгорания имеет много преимуществ: очень высокий крутящий момент, возможность работы в чрезвычайно широком диапазоне оборотов, простота и долговечность, обусловленные минимальным количеством движущихся частей, простота и точность регулирования параметров, малые габариты и вес. , и, наконец, КПД, достигающий 98% (для типичных двигателей внутреннего сгорания он составляет всего около 33%).

Так почему же электромобили до сих пор не доминируют на рынке, хотя электродвигатели широко используются во всех областях техники, от бытовых нужд до железных дорог, метро и трамваев? Обеспечение автономного источника электроэнергии, способного преодолевать большие расстояния и быстро подзаряжаться, когда он исчерпан, остается проблемой.Несмотря на огромный прогресс в технологии аккумуляторов, они по-прежнему большие и тяжелые, и хотя их можно подзарядить от обычной электрической розетки, пополнение запаса энергии означает перерыв в путешествии как минимум на несколько десятков минут. И это только в том случае, если мы используем для этих целей нагнетатели, которые нельзя воткнуть в обычную розетку и которые быстро разряжают батарею. При обычной, общедоступной технологии зарядки это занимает несколько часов. Насколько удобнее доехать до заправки за несколько минут!

Электричество из водорода

Решением этой проблемы может стать использование топливных элементов.Эти устройства вырабатывают электричество в результате прямого взаимодействия топлива с кислородом воздуха без поршней, цилиндров и других движущихся частей. Чистый водород является наиболее эффективным топливом для топливного элемента. Звучит космически — горение водорода в ракетных двигателях при температуре почти 3000 градусов по Цельсию? Да тот же водород, но в топливном элементе окисление происходит холодным, благодаря наличию катализатора. Между прочим, водородные топливные элементы были разработаны именно для выработки электроэнергии в космических кораблях.

Казалось бы, такое сложное решение еще долго останется достоянием учебных автомобилей, которыми можно любоваться только на автомобильных выставках.Между тем, серийный легковой автомобиль на топливных элементах уже доступен на рынке — это Toyota Mirai.

Электрическое будущее

Серийная модель Mirai (в переводе с японского «будущее») была разработана как развитие представленного в 2013 году концепта Toyota FCV (Fuel Cell Vehicle).Хотя внешне он очень похож на него, он содержит множество улучшений, значительно улучшивших его характеристики. В конструкции силового агрегата также используется ряд масштабных компонентов, производных от Toyota Hybrid Synergy Drive (HSD), что с одной стороны положительно сказывается на надежности, а с другой позволяет значительно снизить затраты благодаря экономии. масштаба.

Mirai — четырехдверный седан, сравнимый по размерам с Toyota Camry.Привод на переднюю ось обеспечивает проверенный в агрегатах HSD электродвигатель мощностью 113 кВт (154 л.с.), развивающий крутящий момент 335 Н • м. Электронный блок управления двигателем (PCU) (Power Control Unit) также был взят от агрегатов HSD. При низком энергопотреблении электроэнергия подается от никель-металлгидридной батареи емкостью 1,6 кВтч, которая также сохраняет энергию, регенерируемую при рекуперативном торможении (электродвигатель в этом случае работает как генератор).На более высоких скоростях электричество вырабатывается набором топливных элементов.

Зрелая технология

Комплект топливных элементов с полимерным электролитом Mirai совершенно новой конструкции мощностью 114 кВт (155 л.с.).Используемые в нем решения заслуживают отдельной статьи; Их ценность доказывает тот факт, что конструкторам Toyota удалось добиться рекордной удельной мощности в 3,1 кВт/дм³ — в два раза выше, чем у модели FCHV-adv studio. Для повышения производительности системы между блоком топливных элементов и контроллером мощности установлен электронный преобразователь для увеличения напряжения до 650 вольт. Его использование позволило уменьшить количество топливных элементов и вес всей системы.Когда потребность в мощности максимальна, т. е. когда вы быстро разгоняетесь, топливным элементам помогает батарея.

Комплект топливных элементов весит всего 56 кг и имеет объем всего 37 дм³, поэтому его можно разместить под полом автомобиля, чтобы он не ограничивал полезное пространство кузова.Также под полом находятся два водородных бака (передний на 60 литров и задний на 62,4 литра), которые сами по себе являются настоящим чудом техники. Изготовленные из многослойного композита, они выдерживают огромное давление в 70 МПа, и при этом очень легкие, а рекордный коэффициент мощности означает, что целых 5,7% массы полных баков составляет водородное топливо. Внутренняя нейлоновая подкладка обеспечивает необходимую герметичность, следующий слой композита с армированием углеродным волокном обеспечивает устойчивость к давлению, и, наконец, внешний слой композита с армированием стекловолокном гарантирует устойчивость к механическим повреждениям.Использование стеклянных волокон позволило сократить расход очень дорогих углеродных волокон и тем самым удешевить баки при сохранении требуемых параметров.

Чисто, тихо, быстро

Следствием использования водородного топлива является абсолютная чистота выхлопных газов - это просто водяной пар; Он больше не может быть чище.Водород может быть полностью возобновляемым топливом — скептики скажут, что для его получения, например электролизом воды, нужна электроэнергия, вырабатываемая электростанциями, но она может поступать от гидро-, ветряных или солнечных электростанций. Водород также может быть получен несколькими другими способами, что решает проблему диверсификации источников энергии. Другими экологическими аспектами Mirai являются сниженное воздействие на окружающую среду, вызванное эксплуатационной деятельностью – моторное масло и клиновые ремни не нуждаются в замене, рекуперативное торможение снижает износ тормозных колодок.Еще одним ценным преимуществом является идеальная тишина, обеспечиваемая электроприводом, и бесшумная работа топливных элементов.

Электропривод способен разогнать Mirai до максимальной скорости 178 км/ч, а содержащийся в баках водород позволяет на одной заправке проехать 480 км (до 700 км при заправке на станциях нового поколения).Заправка занимает всего три минуты — сравнимо с заправкой на заправке.

Toyota Mirai теперь доступен в Японии, и автомобиль появится на американском рынке в любой момент.Ожидается, что продажи в Европе начнутся в сентябре, сначала в Великобритании, Дании и Германии (ориентировочная чистая цена на немецком рынке составляет около 60 000 евро), а затем и в других странах по мере развития инфраструктуры заправки водородом.

.90 000 автомобилей на водороде - как они работают? Они делятся на две группы

Водородные двигатели приобретают все большую популярность. С одной стороны, они являются гораздо более экологичной альтернативой сжиганию нефтепродуктов, а с другой стороны, позволяют устранить многие недостатки электродвигателей – тяжелые аккумуляторы с неудобной утилизацией или длительное время зарядки.

Однако стоит знать, что на дорогах можно встретить автомобили, использующие водород в качестве топлива двумя совершенно разными способами.Концепции столь же разнообразны, как - буквально - двигатели внутреннего сгорания и электрические двигатели. Более того, именно об этих двух типах водородных двигателей мы и поговорим.

Водородный двигатель внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания известны нам уже много десятилетий.От дизельных двигателей до двигателей с искровым зажиганием, работающих на бензине, сжиженном или сжатом природном газе. А что, если вместо бензина или газа в машине установить водородный бак? Несколько компаний по всему миру уже разработали первые бензиновые двигатели с газовым зажиганием, работающие на водороде. Это включает Двигатели Toyota, Deutz и Aquarius.

Как и в других двигателях, работающих на газе, будь то LPG или CNG, водород также должен находиться под высоким давлением в баке.Затем он впрыскивается в моторный отсек, где происходит взрыв, и в результате расширения поршень отталкивается назад, раскручивает коленчатый вал и создается вращательное движение, которое затем — в очень короткое время — передается на колеса.

Фото: Тойота Водородный двигатель внутреннего сгорания

Почему в данном случае мы заменили бензин водородом? Как показывают первые тесты Toyota, двигатель (в данном случае 1,6-литровый трехцилиндровый агрегат) работает тише и меньше вибрирует в результате сгорания водорода.Воздействие на окружающую среду также является огромным преимуществом. Как и в случае с природным газом (CNG), известны, например. наши бытовые плиты не выделяют никаких ядовитых или загрязняющих веществ, в том числе двуокиси углерода, в результате сгорания водорода. Теоретически при сгорании водорода с кислородом получается только… вода. Это гораздо более чистое химическое соединение, которое через несколько лет может вылететь из выхлопных труб многих автомобилей по всему миру.

Водородный электродвигатель

Электромобили известны человечеству даже дольше, чем их аналоги с двигателями внутреннего сгорания.Это также тип транспортного средства, описываемого как «зеленый», но у многих людей эта экологичность вызывает много сомнений. В первую очередь за счет аккумуляторов, которые кажутся незаменимым элементом электромобилей.

Фото: PGNiG

Производство аккумуляторов недешево и - с утилизацией - тоже покидает свой углеродный мир.Аккумуляторы, как было сказано ранее, также являются ахиллесовой пятой электриков, поэтому многие еще не определились с таким решением. Аккумуляторы тяжелые, представляют большую опасность при возгорании автомобиля, а их зарядка может занять несколько часов. Если бы можно было исключить их из электромобиля...

Теперь это возможно.По крайней мере несколькими способами. Они менее эффективны, например, подача энергии от солнечных батарей на крыше автомобиля. Из-за низкой эффективности он не используется в коммерческих целях, а только в рамках научных проектов сверхлегких транспортных средств. Второе, гораздо более эффективное и уже широко используемое решение — это генерация электроэнергии из топливных элементов — мы не храним энергию, приводящую в движение электродвигатель, в батареях, а вырабатываем ее на постоянной основе из топлива, которое есть у нас в бак.И водород отлично подходит на эту роль. Как это работает?

Фото: Тойота

Схема работы топливных элементов была разработана еще в 1838 году.немецко-швейцарским химиком Кристианом Фридрихом Шёнбейном. Ячейка состоит из двух электродов - катода и анода, разделенных электролитом или электролитической мембраной. Обычно электроды имеют форму науглероженной бумаги с платиновым покрытием в качестве катализатора реакции.

Когда водород поступает в клетку, он окисляется и, следовательно, отдает электроны, что, в свою очередь, приводит к образованию катионов водорода.На катоде кислород реагирует с электронами, восстанавливаясь до анионов кислорода. Мембрана внутри позволяет протонам течь от анода к катоду, блокируя при этом другие ионы, в том числе образовавшиеся анионы кислорода. Достигнув катода, катионы водорода реагируют с этими анионами оксида с образованием воды, а электроны от анода достигают катода через электрическую цепь, производя энергию. Короче говоря, клетка расщепляет водород на катионы и анионы. Первые свободно проходят через звенья, а вторые должны найти свой путь.В этом случае он проходит через цепь, где генерируется напряжение.

Фото: Тойота

Однако до 1960-х годов водородные элементы не использовались широко.В 1980-х годах они стали частью космических аппаратов НАСА, в том числе Gemini 5 и программы «Аполлон». Они не только производили электроэнергию в космосе, но и использовали побочный эффект — питьевую воду, получаемую в процессе выработки электроэнергии.

Преимуществ у такого решения как минимум столько же, сколько у аккумуляторных электромобилей, и тут тоже все связано с отсутствием аккумуляторов.Кроме того, водородный бак очень легкий. Более 120 литров сжатого газообразного водорода могут весить (в зависимости от давления) всего около 5 кг.

Фото: Тойота

К сожалению, есть и недостатки.Самое большое — помимо доступности и цены на водород — это рабочая температура. И хотя в настоящее время применяются низкотемпературные элементы, работающие в диапазоне от нескольких десятков до 250 градусов Цельсия, «прогревать» двигатель перед его пуском необходимо. Это означает ожидание от нескольких до нескольких секунд перед запуском, в зависимости от поколения и модели двигателя с водородным элементом. К счастью, все новые и новые модели снижают эти требования, поэтому есть много указаний на то, что вскоре двигатели с водородными элементами будут запускаться «на месте».

Будущее за водородом?

Самой большой проблемой, по крайней мере, в Польше, остается низкая популярность водорода.Его проще всего купить в Германии, где мы будем платить около 40 злотых за килограмм. В случае с Toyota Mirai, одной из немногих потребительских моделей с водородными элементами, 1 кг водорода достаточно, чтобы проехать около 100 км. Так что цена сравнима с бензиновым автомобилем, сжигающим около 7 литров на 100 км. Резервуары Mirai вмещают чуть более 5 кг водорода, поэтому на одной заправке они позволят проехать около 500 км.

Есть ли в Польше станции заправки водородом? Пока их 11 - в Варшаве, Познани, Ломже, Гданьске, Гдыне, Конине и Ястшембе-Здруй, но большинство из них обслуживают только автобусы общественного транспорта, которые в водородных версиях известны с улиц польских городов за несколько лет.Первые «гражданские» станции находятся в Гданьске и Варшаве.

Фото: Пейсмен / Shutterstock Водородный автобус

Независимо от того, говорим ли мы об электрических автомобилях или автомобилях с двигателем внутреннего сгорания, водород кажется решением будущего.Он решает одновременно два самых насущных вопроса — экологию, которой не хватает в автомобилях с ДВС, и удобство, на которое можно пожаловаться при эксплуатации электромобилей.

Однако надо иметь в виду, что водород тоже надо производить, который неравнодушен к окружающей среде, да и цена пока не очень обнадеживает, но есть много указаний на то, что ближайшие несколько лет могут многое изменить в этом вопросе .

Является ли ‌ ‌ автомобиль‌ ‌ водородом‌ ‌будущим‌ моторизации?‌

FCV (автомобиль на топливных элементах) рассматривается многими как будущее автомобильной промышленности. Такой автомобиль не выбрасывает в атмосферу никаких выхлопных газов, и в то же время решает многие проблемы, с которыми сталкиваются владельцы электрокаров. Однако существуют разные мнения относительно того, есть ли шансы у водородного автомобиля стать популярным в обществе.

В этой статье описывается принцип работы водородного автомобиля, а также его наиболее важные преимущества и недостатки.Мы также представляем данные о рынке этого типа транспортных средств в Польше и в мире. Мы также пытаемся ответить на вопрос об их будущем.

Как работает водородный автомобиль?

Автомобили на водороде — это транспортные средства, работающие на электричестве, полученном из водорода. Его производят топливные элементы автомобиля, состоящие из положительного (катода) и отрицательного (анода) электродов, а также полимерной мембраны. Благодаря катализатору в них происходит процесс химического превращения водорода в сочетании с кислородом.Электроны от анода движутся по внешней цепи, создавая ток, который питает автомобиль и заставляет его двигаться.

Таким образом, водородный автомобиль представляет собой электромобиль, который вырабатывает собственное электричество из водорода в качестве топлива. Единственным побочным продуктом химической реакции преобразования энергии является дистиллированная вода – никаких вредных для окружающей среды веществ не выделяется.

Преимущества автомобиля с водородным двигателем

Основное преимущество автомобилей с водородным двигателем — нулевой уровень выбросов.Это тихие и экологически чистые автомобили, использование которых не способствует образованию смога и позволяет снизить выбросы СО2 в атмосферу. Водород – самый распространенный в мире элемент, который можно получить из возобновляемых источников энергии.

Компании, использующие такие автомобили, могут создать имидж социально ответственной компании. Водители также имеют право ездить на автомобилях с водородным двигателем в зоны выбросов транспорта, использовать автобусные полосы или бесплатную парковку в центре города.

Еще одним преимуществом водородных автомобилей является их большой запас хода на одной заправке – даже более 500 км. Поэтому такие транспортные средства особенно подходят для дальних путешествий. Заправка занимает гораздо меньше времени по сравнению со стандартными электромобилями — бак можно заполнить примерно за 5 минут.

Автомобили с водородным двигателем также очень легкие. Используемые в них топливные элементы намного легче аккумуляторов, применяемых в электромобилях, и существенно не снижают грузоподъемность автомобиля.Полный бак водорода весит около 5 килограммов, а батарея в электромобиле и вовсе 700 килограммов.

Современные автомобили с водородным двигателем также безопасны в использовании. Самовоспламенение водорода маловероятно, так как оно происходит только при 575 градусах Цельсия. Водородные баки в автомобилях изготавливаются из композиционных материалов большой герметичности, что предотвращает риск проникновения газа в салон автомобиля. При этом используются дополнительные предохранители, благодаря которым в случае возможной течи в баке происходит утечка водорода через дренажные каналы.

Дефекты автомобилей на водороде

Автомобили на водороде не лишены недостатков. Одним из них является низкая энергоэффективность, которая может составлять всего несколько десятков процентов при преобразовании водорода в электричество. Потери энергии происходят на каждом этапе – производстве водорода, его сжатии, сжижении, транспортировке или выработке электроэнергии в топливном элементе.

Хранение водорода связано со значительными затратами, поэтому лишь несколько стран уже построили водородные станции.Производство этого элемента также обходится дорого, поэтому его часто делают из углерода, что сводит на нет экологические преимущества.

Еще одним недостатком является длительное время прогрева топливного элемента, что задерживает момент запуска двигателя. Однако эту проблему можно решить, используя аккумулятор малой емкости, который подает электроэнергию сразу же после запуска транспортного средства.

Автомобиль на водороде - цена

Автомобили на водороде в настоящее время дорого покупать - минимальная цена покупки составляет не менее 300 000 злотых.Владелец такого транспортного средства также должен учитывать более высокую сумму страховки переменного тока по сравнению с автомобилями с другими типами привода. Стоимость проезда на 100 км сравнима с бензиновыми автомобилями.

Рынок водородных автомобилей в Польше и мире

В настоящее время лишь несколько производителей продают водородные автомобили. Наиболее популярным автомобилем этого типа является Toyota Mirai, появившаяся на рынке в 2014 году. Это также первый водородный автомобиль, зарегистрированный в Польше.Hyundai и Honda — другие крупные бренды, производящие водородные автомобили.

По состоянию на конец 2020 года в мире насчитывалось 553 водородных заправочных станции, 200 из которых находились в Европе. В Польше их 11, но пока только две — в Варшаве и Гданьске — позволяют заправлять легковые автомобили. Остальные предназначены только для водородных автобусов. В конце 2020 года больше всего станций было в Японии (142). В Европе лидерами являются Германия (100 станций) и Франция (34 станции).

Общие мировые продажи водородных автомобилей в конце 2019 года были ниже 10 000. К концу мая 2021 года в Польше было зарегистрировано 53 автомобиля этого типа.

Будущее водородных автомобилей. Есть ли у них шанс стать популярными?

Автомобили на водороде имеют все шансы стать будущим автомобильной промышленности. Водородный привод может стать популярным, особенно в сегменте грузовиков и автобусов. Благодаря большому радиусу действия он также может подойти водителям легковых автомобилей, которые преодолевают большие расстояния.

Такой автомобиль — перспективное решение, особенно благодаря нулевому уровню выбросов. В то же время это устраняет многие проблемы, с которыми сталкиваются владельцы электромобилей, например, малый радиус действия, длительное время зарядки или проблемы с утилизацией аккумуляторов.

Существенным препятствием для популяризации водородных автомобилей является медленно развивающаяся инфраструктура. Однако проект Польской водородной стратегии предполагает, что к 2050 году в нашей стране будет построено 32 водородные станции – они будут расположены в крупнейших польских городах.PKN Orlen в настоящее время строит установки по производству водорода во Влоцлавеке и Тшебине.

В 2022 году польский стартап Ampere Life должен разработать прототип первого польского водородного автомобиля. Европейский союз планирует выделить к 2030 году 65 миллиардов евро на развитие сети распределения и хранения водорода.

Автомобильные концерны мира также имеют амбициозные планы развития. В настоящее время Toyota работает с Hino Motors над созданием крупногабаритного водородного грузовика с запасом хода 600 километров на одной зарядке.Он также должен характеризоваться большой грузоподъемностью и малым весом. Весной 2022 года планируется испытать серию прототипов этой машины.

Toyota разработала двигатель внутреннего сгорания на водороде. Он лучше бензинового?

Toyota Mirai второго поколения представляет собой почти 5-метровый лимузин в стиле купе.С использованием топливных элементов, представляет собой вращающуюся электронную фабрику. Электричество, питающее электродвигатель автомобиля, вырабатывается в результате реакции водорода с кислородом. И вот инженеры японской марки решили сохранить двигатели внутреннего сгорания...

Водородный двигатель внутреннего сгорания

Новая идея специалистов Тойоты - сжигание водорода двигателем с искровым зажиганием - для нужд этого решения была модифицирована система питания и впрыска (по сравнению с применяемыми в бензиновых агрегатах).Топливо хранится в сжатом виде. По словам японцев, у нового 1,6-цилиндрового турбомотора одни плюсы. Он не отравляет окружающую среду углекислым газом - причем в следовых количествах при сжигании моторного масла (что также имеет место в бензиновых двигателях). Работает тише, без вибраций и к тому же имеет отличный отклик на педаль газа. Теперь новый водородный агрегат 1.6, установленный под капотом Corolla Sport , будет опробован в гонках серии Super Taikyu.Японцы не исключают, что если двигатель хорошо покажет себя в таких сложных условиях, он может пойти в серийное производство и на обычные автомобили.

Toyota разработала водородный двигатель вместо бензинового / Тойота

Тойота Мирай.Топливные элементы. Электричество

Новый Toyota Mirai Только название относится к первому воплощению «водородного автомобиля».Автомобиль построен на заднеприводной платформе GA-L (из семейства TNGA), которую японский концерн использует в своих моделях Lexus. Использование этой архитектуры — помимо большей вместительности салона по сравнению с предшественником — освободило место для третьего водородного бака.

Теперь танки расположены буквой Т.Самый длинный крепится под полом (посередине платформы), два меньших поперечно под задними сиденьями и багажным отделением. Всего они могут содержать 5,6 кг водорода (142,2 л), что на один килограмм больше, чем в первой модели. Сами баллоны с водородом имеют более прочную, многослойную конструкцию — они очень легкие и устойчивы к промахам. Водород составляет 6 процентов. общий вес топлива и баков. Архитектура TNGA также позволила переместить узел топливных элементов из его текущего положения под полом кабины в переднюю часть автомобиля под капот.Над задней осью спрятаны более компактная тяговая батарея и электродвигатель. Плюсы такой комплектации — пониженный центр тяжести и идеальная развесовка (Mirai II весит около 1,9 т) между передней и задней частью в соотношении 50:50 — оба эти фактора имеют первостепенное значение для характеристик управляемости. По мнению японцев, водородный газ Mirai обеспечивает устойчивость на уровне двигателя внутреннего сгорания с передним расположением двигателя.

Тойота Мирай 2.Благодаря использованию топливных элементов автомобиль представляет собой приводную силовую установку. Он не только не выбрасывает выхлопные газы (из выхлопных газов выделяется водяной пар), но и очищает воздух во время движения. / Dziennik.pl

Водородные топливные элементы

содержат полимер в твердом состоянии, как и в предыдущей модели.Однако набор меньше и использует меньше ячеек (330 вместо 370). Тем не менее, максимальная мощность подскочила со 114 кВт до 128 кВт. Такой трюк стал возможен благодаря более высокой удельной мощности, которая увеличилась с 3,1 кВт/л до 5,4 кВт/л (за исключением концевых ячеек). Инженеры Toyota также улучшили устойчивость привода к низким температурам воздуха. Теперь автомобиль должен быстрее набирать полную мощность даже при -30 градусах Цельсия. Производительность? Синхронный двигатель с постоянными магнитами развивает мощность 182 л.с. и 300 Нм. Такой потенциал должен заставить автомобиль разгоняться с нуля до 100 км/ч за 9,2 секунды.Максимальная скорость ограничивалась 175 км/ч.

Mirai II получил высоковольтный литий-ионный аккумулятор вместо никель-металлгидридного аккумулятора.Новая батарея меньше по размеру, более энергоэффективна и эффективна. Он содержит 84 ячейки, а его номинальное напряжение увеличилось с 244,8 В до 310,8 В, а емкость составляет 4 Ач (емкость аккумулятора в Mirai первого поколения составляет 6,5 Ач). Вес аккумулятора снижен с 46,9 до 44,6 кг. Мощность увеличена с 25,5 кВт х 10 секунд до 31,5 кВт х 10 секунд Меньшие размеры аккумулятора позволяют перемещать его за спинку заднего сиденья, где он не ограничивает пространство в салоне или багажнике. Все изменения и новые решения заключаются в увеличении дальности полета Mirai второго поколения примерно на 30 процентов.по сравнению со старой ипостасью которая проехала около 500 км. Toyota сообщает, что новый водородный лимузин проедет около 650 км после одного посещения водородной заправочной станции. На 100 км требуется примерно 0,84 кг водорода (средний расход WLTP).

Электромобиль, который живет за счет топливных элементов вместо большой батареи / Тойота

Нет станции заправки водородом?

Напоминаем, что строительство станции заправки водородом в Польше осуществляет компания, принадлежащая Зигмунту Солорзу.Вначале бизнесмен планирует построить две водородные заправки – первая заработает к середине года в районе Конина, где также планирует принадлежащий ему энергетический концерн ZE PAK (Zespół Elektrowni Pątnów Adamów Konin). создать мощную фотоэлектрическую электростанцию. Вторая водородная станция начнет работать в Варшаве с сентября 2021 года.

Mirai II Generation не только не выбрасывает выхлопные газы - из выхлопных газов выделяется водяной пар - но очищает воздух во время движения.Новая модель оснащена каталитическим фильтром, встроенным в воздухозаборники, подаваемые на топливные элементы. Нетканый фильтр улавливает микроскопические частицы загрязняющих веществ, в том числе диоксид серы, оксиды азота и твердые частицы PM 2,5. Этот раствор удаляет от 90 до 100 процентов. от 0 до 2,5 микрон в диаметре от воздуха, проходящего через систему топливных элементов. Рётаро Симидзу, главный инженер Mirai нового поколения, показал экземпляр, набравший уже 728 000 пробега.лира воздуха. Как он пояснил, это эквивалент воздуха, которым в течение года могут дышать 40 человек.

Экологичный лимузин в стиле купе скрывает топливные элементы.А двигатель работает от электричества. За один визит на водородную заправку можно проехать около 650 км. / Dziennik.pl

Toyota Mirai в Польше предлагается в двух комплектациях.Версия Prestige стандартно поставляется с системой очистки воздуха, двухзонным автоматическим кондиционером, смарт-ключом, би-светодиодными фарами, светодиодными дневными ходовыми огнями и 19-дюймовыми легкосплавными дисками с шинами 235/55 R19.

В салоне подогрев передних сидений, тканевая обивка, а также мультимедийная система с цветным сенсорным экраном диагональю 12,3 дюйма, аудиосистема Premium Audio JBL с 14 динамиками, интерфейсом Android Auto и Apple CarPlay.Сенсорный экран также используется для управления спутниковой навигацией на польском языке с 3-летним обновлением карты.

Toyota Mirai в версии Prestige стоит 299 900 злотых.

Тойота Мирай Исполнительный

Toyota Mirai Executive — этот вариант включает в себя панорамный монитор с системой камер кругового обзора (Panoramic View Monitor), зарядное устройство для беспроводного телефона в центральной консоли, обивку из искусственной кожи, подогрев руля и крайних сидений во втором ряду, а также система контроля слепых зон в зеркалах (BSM), система обнаружения препятствий (ICS), система предотвращения столкновений, система предупреждения о перекрестном движении сзади (RCTA) и адаптивная система дальнего света (AHS).

Toyota Mirai Executive стоит от 314 900 злотых.

Версия Executive может быть дополнена пакетом VIP Black или VIP White (35 тыс.злотый). Оба комплекта включают в себя: 20-дюймовые легкосплавные диски с шинами 245/45 R20, трехзонный автоматический кондиционер, полуанилиновую обивку из натуральной кожи, вентиляцию передних сидений и память водительского сиденья и рулевой колонки. Кроме того, имеется проекционный дисплей HUD на лобовом стекле, цифровое зеркало заднего вида с цветным дисплеем, панорамный люк с электрошторкой и интеллектуальная система автоматической парковки S-IPA. Задние пассажиры могут пользоваться центральной консолью и панелью управления мультимедиа в подлокотнике второго ряда сидений.

Версия VIP White отличается от версии VIP Black внутренними цветами.Сиденья обтянуты белой полуанилиновой кожей. На приборной панели появляется белая отделка со вставками медного цвета. Передние и задние двери также имеют медную отделку, а подлокотники в дверях и между сиденьями — бронзовые.

В Toyota Mirai с топливными элементами требуется менее килограмма водорода, чтобы проехать 100 км. / Тойота

У Мазды другая идея

Стоит напомнить, что в прошлом, напр.в Mazda подошла к водороду совершенно иначе, чем конкуренты, которые используют топливные элементы для выработки электроэнергии для привода двигателей.

Инженеры Хиросимы использовали двигатель Ванкеля для создания RX-8 Hydrogen RE, который мог работать как на водороде, так и на бензине.Система позволяла водителю переключаться с водорода на газ, если поблизости не было водородных заправок. Также была создана водородная Mazda Premacy Hydrogen RE — минивэн, оснащенный электрическим и роторным двигателем на двух видах топлива. Сегодня все чаще говорят о возвращении двигателя Ванкеля. Недавно компания разработала прототип Mazda 2 EV с небольшим агрегатом с одним вращающимся поршнем для расширения диапазона электропривода. Аналогичное решение можно использовать в одном из аккумуляторных вариантов Mazda MX-30.Двигатель также должен работать на альтернативном топливе, и таким, несомненно, является водород.

Mazda RX-8 Hydrogen RE и Premacy Hydrogen RE Hybrid / Мазда .

Водородный автомобиль - не только Toyota Mirai

Прежде чем говорить о новом двигателе, стоит задуматься: кому нужен водородный автомобиль? Необходимость создания нового диска обусловлена несколькими факторами. Одним из них является растущий спрос на невозобновляемое ископаемое топливо.

По информации гигантов в области нефтедобычи, ресурсы этого топлива потихоньку заканчиваются. Поскольку вся мировая экономика основана на ископаемом топливе, это может стать серьезной проблемой.Нельзя забывать и о побочных продуктах, образующихся при сгорании нефти или природного газа. Они вызывают загрязнение воздуха и парниковый эффект, последствия которого уже видны в экосистеме.

Электрический или водородный двигатель?

Электродвигатель стал ответом на эти проблемы. Автомобили, оснащенные такими силовыми агрегатами, динамичны и очень тихи.

К сожалению, электромобили страдают серьезными недугами, связанными с эксплуатацией.Батареи все еще слишком велики и в то же время хранят слишком мало энергии. Это вызывает необходимость заряжать автомобили каждые 200 километров, а процесс восполнения энергии, необходимой для преодоления этого расстояния, занимает минимум полчаса. Кроме того, на очень быстрых и эффективных автомобильных зарядных станциях аккумуляторы быстро изнашиваются. Может ли водородный автомобиль решить эти проблемы?

Технология (больше не) из космоса

Как известно каждому ученику начальной школы, реакция между кислородом и водородом очень бурная.Не вдаваясь в излишние подробности, стоит сказать, что в ходе этого процесса вырабатывается много энергии, которую можно использовать. Водородные двигатели используют именно комбинацию водорода и кислорода из воздуха. Преобразование энергии, полученной в результате этой реакции, в электрический ток. Эта технология часто используется для питания космических челноков или для запуска спутников на орбиту. С некоторых пор он стал достаточно ручным, чтобы можно было создать серийный водородный автомобиль.

В 2022 году мы уже найдем на рынке несколько разных автомобилей с водородным двигателем.В основном это:

Хонда Кларити;
Хендай Нексо;
новая Тойота Мирай;
Mercedes-Benz GLC F-CELL;
BMW Водород 7;
BMW Hydrogen X5.

Как работает водородный двигатель?

Чтобы максимально просто описать работу водородного автомобиля, его конструкцию можно сравнить с соединением электрического и газового двигателей. В нем находится электродвигатель и бензобак (в данном случае водородный).Дополнительным элементом является система впуска воздуха, которая, впрочем, автоматически работает во время движения. Вне зависимости от производителя практически каждый водородный привод основан на схожей схеме.

Кислород и водород, так что вождение начинается

На первом этапе в систему забирается кислород, т.е. атмосферный воздух. У нас его достаточно, так что проблем не будет. Затем газ подавался из бака автомобиля. Кислород и водород смешиваются, и лишняя энергия уходит в топливный элемент.Он преобразуется в электричество и поступает в двигатель. В результате такой быстрой реакции запускается автоводород.

Водородный двигатель как возобновляемый источник энергии

Во время движения водородный привод также может питать аккумулятор, который создает запас энергии и использует ее при повышенном спросе. Интересно, что побочным продуктом водородного автомобиля является чистая вода. Он выбрасывается в окружающую среду в виде водяного пара или конденсируется, как это происходит в системах кондиционирования воздуха. Натуральный побочный продукт, который может быть переработан обратно в компоненты реакции, делает водородные двигатели полностью возобновляемым источником энергии.

Водородный двигатель — особенности

Важнейшей идеей разработчиков водородного двигателя была независимость от ископаемого топлива. Это должно было обеспечить энергетическую независимость от поставщиков нефти и ограничить выброс вредных химических соединений в атмосферу. Можно сказать, что замысел полностью реализован и автомобиль питается от общедоступного элемента, который можно производить вне зависимости от географической широты. В свою очередь, при его сгорании в атмосферу выделяется только чистый водяной пар.

Обоснованы ли обвинения в адрес водородных двигателей?

Некоторые люди отмечают, что ошибочно думать об экологии в случае водородных двигателей. Для получения этого газа используется явление электролиза, при котором требуется электроэнергия от электростанции. Однако это самое большое возражение на отсутствие заботы об экологии по отношению к водородному двигателю и сильно преувеличенное. Энергия вполне может поступать от ветряных или солнечных электростанций, поэтому она будет абсолютно чистой.

Операционные расходы

Отсутствие двигателя внутреннего сгорания не только снижает выбросы выхлопных газов и высокие температуры в атмосферу, но и отсутствие некоторых элементов внутри автомобиля, таких как, например, маслонаполненный моторный отсек. Если вы выберете водородный автомобиль, вы сможете забыть об обязанностях каждого водителя, таких как замена моторного масла или клиновых ремней. Тормозные колодки и диски меньше изнашиваются. Это сказывается не только на снижении эксплуатационных расходов, но и на отсутствии необходимости производить эти элементы и использовать природные ресурсы.

Водородный двигатель, или тишина и покой

Электродвигатели, используемые в водородных автомобилях, отличаются очень тихой работой. Весь комплект ТЭ тоже бесшумный. Во время движения вы будете слышать только шум, а саму кабину не обязательно заглушать. Это позволяет преодолевать очень большие расстояния на автомобиле, не чувствуя усталости и раздражительности.

Сколько стоит водород для автомобиля?

Преимуществом может быть и приемлемая стоимость управления такими транспортными средствами, хотя в данном случае недостатков нет. Легковой автомобиль, предлагаемый одним из японских концернов, потребляет более 1 кг водорода на 100 км пути. Стоимость такого количества этого вещества на немецких станциях составляет около 10 евро. Поэтому стоимость проезда на 100 км в 40 злотых приличная даже для бензиновых двигателей.

Насколько велики баки автомобилей с водородным двигателем?

Кстати, стоит отметить еще одно преимущество — большой бак. Самая большая проблема электромобилей — необходимость их подзарядки примерно каждые 200 километров. Каждый автомобиль с водородным двигателем оснащен баком, который обеспечивает запас хода примерно 500 километров. В случае более современных водородных заправок радиус действия увеличивается до 700 километров. Кроме того, сам процесс заправки не занимает больше времени, чем в случае с ГБО, что также является преимуществом по сравнению с электромобилями.

Сколько автомобилей на водороде представлено на рынке?

Первый автомобиль на водороде был выпущен на рынок Toyota в 2015 году. Он вмещает 5,6 кг водорода, чего должно хватить на 650 километров пути.Модель получила название Mirai и изначально ездила только по азиатским дорогам. Однако производитель быстро вышел на европейский и мировой рынок, что улучшило результаты продаж водородного автомобиля. Вскоре другие производители также решили расширить свое предложение. В результате в 2022 году у вас как у потребителя есть выбор из нескольких вариантов легковых автомобилей с водородным двигателем, из них уже два поколения Toyota Mirai.

Водородная революция? Еще нет

Продажи водородных автомобилей растут с каждым годом.За два года (с 2017 по 2019 год) он увеличился более чем на 100 процентов. Однако общие результаты все равно не впечатляют. В 2017 году по всему миру было продано около 3400 автомобилей с водородным двигателем. Спустя два года более 7,5 тысяч из них нашли покупателей. Отсюда следует, что общее количество водородных автомобилей в мире составляет от 20 до 30 тысяч единиц. Это общее количество транспортных средств, зарегистрированных в одном маленьком городе. В Польше зарегистрировано всего несколько из них, и предназначены они только для демонстрационного вождения.

Экологический? Да, но не очень дешево

Что вызывает такие низкие продажи водородных автомобилей? Стимул, конечно, не стоимость. Цена самого дешевого из них составляет около 300 000 злотых, что как минимум в два раза больше, чем у автомобиля внутреннего сгорания. Потребителей также не убеждает стоимость вождения, которая сопоставима с бензиновыми автомобилями. Трудно убедить пользователей использовать экологически чистые технологии и купить более дорогой автомобиль, если нет возможности сэкономить.

Автомобили на водороде как инвестиция в будущее

Утешает то, что при покупке водородного автомобиля можно рассчитывать на скидки или субсидии, связанные с модернизацией автопарка. Также следует надеяться, что за этим типом привода будущее. Многие эксперты и провидцы считают, что электромобили — это лишь переходный этап, а автомобили с водородным двигателем — естественный преемник двигателей внутреннего сгорания.

Относительно новая и ненадежная технология также способствует низкой популярности этого типа автомобилей.Потребители по-прежнему боятся браться за автомобили, которые может отремонтировать только часть дилерского центра. Поэтому планки продаж в ближайшие годы будут только расти. Возможно, когда вы замените свой автомобиль на новый, окажется, что водородные двигатели уже намного дешевле и тянуться к нему будет для вас выгодно.

Автомобили на водороде — самые серьезные проблемы

Как вы понимаете, водородные автомобили не лишены недостатков. К самым серьезным обвинениям относятся:

плохо охлаждаемый топливный бак;
высокая цена;
незначительное количество станций.

Одной из самых больших технических проблем является специфика топливных баков, которые должны содержать газ. Их размер сам по себе не является проблемой, так как эффективность сжиженного газа аналогична эффективности СНГ. Часто водородный автомобиль также имеет бак, расположенный в том же месте, что и бензиновый автомобиль. Однако для того, чтобы газ оставался жидким, его необходимо охладить до температуры ниже - 200°С.

Недостаток полного бака? Вот он

Резервуары для хранения водорода в автомобилях изготавливаются из алюминия, который затем покрывается несколькими слоями нетканого материала, покрытого пластиком.Такая конструкция обеспечивает достойный уровень теплоизоляции и защищает от механических повреждений. Несмотря на эти меры предосторожности, водородный автомобиль нельзя оставлять с полным баком слишком долго. Было проверено, что водород будет испаряться из бака сам по себе в течение максимум двух недель.

Водородный привод - хлопоты с заправкой

Водород — самый распространенный химический элемент на нашей планете. Поэтому может показаться, что проблем с заправкой не будет. Заправочных станций, где это можно сделать, напротив, около 500. Проблема, однако, в том, что это число относится ко всему миру. На нашем земном шаре этот самый популярный элемент можно заправлять в самые популярные автомобили всего в пятистах точках.

Для водорода для автомобиля - к сожалению, не в Польше

В рейтингах популярности водородных станций, безусловно, доминируют США, страны Азии, на первом месте Япония и несколько стран нашего континента.В настоящее время у нас более 200 точек заправки водородом в Европе, больше всего у наших западных соседей. Этим газом можно заправляться даже у нашего отечественного нефтехимического магната с головой орла на логотипе, но только за пределами страны.

Хотя в нашей стране уже зарегистрированы отдельные автомобили, работающие на водороде, заправочной станции для этого газа до сих пор нет. Проблема в неясной правовой ситуации и отсутствии необходимости в таких пунктах.

Около 40 лет назад по польскому телевидению был опубликован репортаж, в котором был представлен первый водородный двигатель.Тогда предполагалось, что эта технология будет принята в нашей стране в 20 веке. Мы живем в третьем десятилетии 21-го века, и, по прогнозам правительства, водородный автомобиль не станет доступным в течение 20 или 30 лет. Получается, таким образом, что «водяные автомобили» не в руках автомобильных компаний и топливных магнатов. Хотя в них трудно увидеть какие-либо серьезные недостатки и необходимо указать на их экологическую природу, все же это мелодия будущего.

Как работает авто на водороде

как работают водородные автомобили и когда они появятся на дорогах / Хабр

Когда появились первые автомобили на водороде?

А где брать водород?

Как работает топливная система и какие есть варианты?

Такие автомобили опасны? Почему?

Какой срок службы у топливных ячеек?

Какие компании уже выпускают или собираются выпускать автомобили на водороде?

Сколько это стоит?

Чем водородные авто лучше электромобилей?

Какие перспективы у водородных машин и когда их можно будет увидеть на дорогах?

Водородный транспорт — хорошая идея только в теории / Хабр

Производство водорода

Хранение водорода

Топливный элемент с протонообменной мембраной

Вся цепочка, от источника энергии до колес

Капитальные затраты на водородный стек

Другие применения водорода на транспорте

Настоящее будущее "зеленого" водорода

Технология водородных топливных элементов | Knauf Automotive

Что такое водородный топливный элемент?

Как работает водородный топливный элемент?

Области применения водородных топливных элементов

Водородные автомобили – технология, инфраструктура и другие факторы, влияющие на их внедрение

Как заправлять водородный автомобиль?

Цены на водородные автомобили

Водородные топливные элементы – преимущества и недостатки

Современные решения для электромобильности с Knauf

опасно или выгодно?, утилизация автомобилей и машин, #утилизация

Плюсы водородного топлива

Есть ли минусы?

Заработать на водороде – Коммерсантъ Санкт-Петербург

Найти отличия

Преимущества и недостатки

Преимущества и недостатки автомобилей на водородном топливе

Преимущества автомобилей на водородном топливе

Недостатки автомобилей на водородном топливе

Водородные двигатели на авто

Первый автомобиль с водородным двигателем

Что такое водородный двигатель

Принцип работы двигателя с водородным генератором

ДВС на водороде?

Недостатки водородных моторов

Читайте также:

Автомобиль на водороде - как это работает

Электричество из водорода

Электрическое будущее

Зрелая технология

Чисто, тихо, быстро

Водородный двигатель внутреннего сгорания

Водородный электродвигатель

Будущее за водородом?

Является ли ‌ ‌ автомобиль‌ ‌ водородом‌ ‌будущим‌ моторизации?‌

Как работает водородный автомобиль?

Преимущества автомобиля с водородным двигателем

Дефекты автомобилей на водороде

Автомобиль на водороде - цена

Рынок водородных автомобилей в Польше и мире

Будущее водородных автомобилей. Есть ли у них шанс стать популярными?

Toyota разработала двигатель внутреннего сгорания на водороде. Он лучше бензинового?

Водородный двигатель внутреннего сгорания

Тойота Мирай.Топливные элементы. Электричество

Водородные топливные элементы

Нет станции заправки водородом?

Тойота Мирай Исполнительный

У Мазды другая идея

Водородный автомобиль - не только Toyota Mirai

Электрический или водородный двигатель?

Технология (больше не) из космоса

Как работает водородный двигатель?

Кислород и водород, так что вождение начинается

Водородный двигатель как возобновляемый источник энергии

Водородный двигатель — особенности

Обоснованы ли обвинения в адрес водородных двигателей?

Операционные расходы

Водородный двигатель, или тишина и покой

Сколько стоит водород для автомобиля?

Насколько велики баки автомобилей с водородным двигателем?

Популярность водородных автомобилей и экология

Сколько автомобилей на водороде представлено на рынке?