Conținutul articolului:
- Un pic de istorie
- Semnul distinctiv al motoarelor cu hidrogen
- Principalele argumente pro și contra ale motoarelor cu hidrogen
- Cele mai populare mașini cu motor cu combustie internă cu hidrogen
„Hidrogenul este combustibilul viitorului” - cu acest mesaj ICE-urile cu hidrogen sunt introduse în industria transporturilor și aviației.
Nu este o coincidență faptul că hidrogenul ocupă o poziție de lider printre toate celelalte surse de energie alternativă - este cât mai ecologic posibil, are o resursă regenerabilă și are, de asemenea, cea mai mare eficiență în comparație cu motoarele clasice care funcționează pe benzină și motorină.
Cu toate acestea, pe lângă avantajele incontestabile, motorul cu hidrogen are și o serie de dezavantaje, care nu permit încă transformarea acestuia în masivă și înlocuiesc complet motoarele „nocive” pe benzină și diesel.
Un pic de istorie
Omenirea a început să se gândească la necesitatea conservării mediului înconjurător destul de recent, dar oamenii de știință au început să se gândească la înlocuirea unui motor convențional cu ardere internă mult mai devreme.
Deci, din mâna savantului François Isaac de Rivaz, originar din Franța, primul motor cu hidrogen a fost fabricat în 1806. În 1841, Marea Britanie a primit primul acord de brevet pentru fabricarea unui motor cu hidrogen, iar în 1852 oamenii de știință germani au fost capabil să creeze un motor cu ardere internă.funcționând pe un amestec de aer-hidrogen.
Cu toate acestea, planurile de introducere a motoarelor cu hidrogen au fost împiedicate de motoarele pe benzină, care s-au răspândit după 1870.
Ei și-au amintit hidrogenul ca combustibil alternativ din nou abia în 1941 în Leningradul asediat. Apoi tehnicianul sovietic B. Shelishch a folosit un „cocktail” aer-hidrogen pentru a lansa baloane de baraj.
Apoi hidrogenul a fost uitat din nou, până când criza mondială a combustibilului a bătut la ușă în anii '70. La sfârșitul anilor '70, producătorul auto BMW a lansat prima sa mașină care funcționa pe hidrogen, iar apoi alte companii și-au urmat exemplul, inclusiv americanul General Motors și Ford, japonezul Honda și altele.
Cu toate acestea, imediat ce criza s-a potolit, interesul pentru hidrogen ca sursă de energie a dispărut din nou. Și acum, decenii mai târziu, omenirea și-a amintit din nou existența sa, care a fost facilitată nu numai de activarea ecologiștilor, ci și de creșterea prețurilor la combustibili.
Semnul distinctiv al motoarelor cu hidrogen
Structural, un motor cu hidrogen nu este mult diferit de un motor cu ardere internă standard. De asemenea, conține pistoane, o cameră de ardere și un mecanism bielă-manivelă. Deci, care este diferența?
Faptul este că motoarele cu hidrogen utilizează o metodă diferită de furnizare a amestecului de combustibil și a arderii sale ulterioare. În plus, arderea hidrogenului durează mult mai puțin timp decât în cazul combustibililor pe bază de petrol. Diferențele sunt nesemnificative și, la prima vedere, poate părea că nu este dificil să se convertească un ICE convențional în unul cu hidrogen, dar nu este așa.
O serie de probleme legate de utilizarea unui motor cu hidrogen:
- Hidrogenul este greu de obținut. Nu este un secret faptul că este conținut în apă și este considerat pe bună dreptate cel mai răspândit element chimic din lume, deși practic nu este reprezentat în forma sa pură. Aceasta înseamnă că autoturismul trebuie să fie echipat cu o instalație specială de tip închis - un electrolizator, care este responsabil pentru divizarea apei și pentru a permite producerea hidrogenului. Cu toate acestea, în practică, o astfel de instalație este dificil de fabricat, ceea ce afectează foarte mult costul său final.
- Datorită temperaturii ridicate de compresie, hidrogenul reacționează cu ușurință cu diferite elemente metalice ale centralei și chiar cu uleiul de motor.
- Chiar și o mică scurgere de hidrogen la contactul cu un colector încălzit va provoca un incendiu. De aceea, astăzi, la crearea motoarelor cu hidrogen, se utilizează doar centrale electrice rotative, deoarece reduc riscul de incendiu datorită distanței mai mari între colectoarele de admisie și evacuare.
Cu toate acestea, majoritatea problemelor au fost rezolvate până acum, nu numai la instalațiile rotative, ci și la motoarele care utilizează mecanisme cu piston, ceea ce permite hidrogenului să rămână cel mai promițător înlocuitor pentru benzină / motorină.
Principalele argumente pro și contra ale motoarelor cu hidrogen
Principalele avantaje pe care le au motoarele cu hidrogen:
- nivel ridicat de prietenie cu mediul, deoarece produsul arderii sale este vaporii de apă. Când hidrogenul arde, uleiul de motor arde și el, totuși, cantitatea de evacuare toxică este de câteva ori mai mică decât atunci când se arde benzină sau combustibil „greu”;
- eficiență ridicată, care este de câteva ori mai mare decât cea din centralele electrice clasice care funcționează pe motorină sau benzină;
- simplitatea structurală relativă, precum și absența unor sisteme costisitoare și nesigure de alimentare cu combustibil, care sunt, de asemenea, periculoase;
- zgomot.
În ciuda mai multor avantaje semnificative, motoarele cu hidrogen au un număr suficient de dezavantaje:
- preț ridicat și complexitate pentru obținerea hidrogenului pur;
- infrastructura nedezvoltată a stațiilor de alimentare capabile să realimenteze cu hidrogen;
- lipsa standardelor internaționale pentru transportul și utilizarea combustibilului cu hidrogen;
- costul ridicat al componentelor combustibilului și întreținerea motoarelor cu hidrogen;
- dificultăți asociate cu stocarea combustibilului cu hidrogen. Oamenii de știință încă nu au ajuns la un numitor comun cu privire la materialul care trebuie utilizat la fabricarea rezervoarelor pentru depozitarea hidrogenului combustibil;
- o creștere a masei totale a mașinii datorită prezenței unui motor cu hidrogen, care este considerabil mai greu decât acum pe scară largă motoarele pe benzină și diesel.
În plus, buteliile cu hidrogen trebuie să fie inspectate și certificate periodic, ceea ce poate fi realizat numai de către tehnicieni calificați și autorizați.
Cele mai populare mașini cu motor cu combustie internă cu hidrogen
În fotografie: Riversimple Rasa
În ciuda faptului că oamenii de știință continuă să descopere problemele actuale asociate cu utilizarea motoarelor cu hidrogen, numărul de mașini alimentate cu hidrogen continuă să crească. Cele mai renumite mașini cu hidrogen sunt:
- Toyota Mirai FCV - mașina a debutat pentru prima dată în 2013, dar a ieșit la vânzare abia în 2015. Cilindrii disponibili în acesta au oferit o „autonomie” de aproximativ 500 km.
- BMW 750hL, a cărui versiune concept a fost prezentată în 2000. Vehiculul este echipat cu un rezervor special de hidrogen, a cărui rezervă este suficientă pentru a parcurge o distanță de 300 km.
- Honda Clarity este o altă mașină care folosește hidrogen în loc de combustibil clasic. Principalele avantaje ale modelului sunt aspectul său spectaculos și o impresionantă, conform standardelor mașinilor cu hidrogen, a unei rezerve de putere de 589 km.
- Riversimple Rasa este o mașină mică cu hidrogen originară din Marea Britanie. Caracteristica sa principală a fost greutatea redusă (puțin peste 500 kg) și rezerva de putere impresionantă - aproximativ 500 km.
În plus, producătorii continuă să prezinte conceptul de hidrogen, inclusiv Audi H-tron Quattro, Mercedes GLC cu hidrogen, camioneta Nikola One de la Nikola Motor, supercarul H2 Speed de la casa de design Pininfarina și multe altele.
Concluzie
În ciuda mai multor dezavantaje, hidrogenul poate deveni cea mai promițătoare sursă de energie curată pentru următorii 30-40 de ani. Trebuie doar să găsim o metodă eficientă de producere a hidrogenului și să dezvoltăm o infrastructură pentru livrarea acestuia către consumatorul final, iar atunci omenirea va uita pentru totdeauna nu numai despre combustibil, ci și despre criza de mediu.
