Водород – топливо, обладающее самой высокой теплотворной способностью (энергетической ценностью) на единицу массы. При сгорании килограмма гидрогена выделяется около 140 МДж энергии, тогда как аналогичная масса бензина или пропан-бутана дает порядка 50 МДж, спирта – 30 МДж, а угля – около 20-25 МДж. Поэтому неудивительно, что ученые уже давно пытаются разработать методы эффективного использования водорода в качестве горючего для транспорта.
Больше о технологиях, читайте на hype.ru
Водород – это непросто
Помимо плюсов, есть у водорода и недостатки. Во-первых, гидроген – самый легкий химический элемент, его атом содержит по одному протону и электрону. Простое вещество, состоящее из двух атомов, из-за этого имеет очень малую плотность (0,09 кг/м³) и обладает большой летучестью. Это порождает проблемы хранения и транспортировки газа. Ведь чтобы запасти достаточно энергии для автомобиля – нужно сильно сжать газ (в сотни раз), что требует использования прочных и тяжелых баллонов.
Выдающиеся энергетические характеристики водорода, являющиеся его достоинством, являются также и источником повышенного риска. Смешиваясь с воздухом, он образует гремучий газ, взрывающийся от малейшей искры. Этот газ намного опаснее других горючих газов, используемых на транспорте.
Если метан взрывается при концентрации в воздухе от 4 до 17%, пропан – от 2 до 10% (если газа будет меньше или больше – «бабах» не произойдет), то для водорода концентрация практически не имеет значения. Это значит, что в случае ДТП риск взрыва авто с водородным мотором гораздо выше, чем с бензиновым или газовым.
Кроме того, через микроскопические поры и трещины водород улетучивается намного легче и быстрее другого топлива, из-за чего даже небольшое повреждение топливных магистралей может повлечь взрыв в подкапотном пространстве. Порой даже трещин не надо, так как маленькая молекула способна просачиваться через многие материалы (в том числе, металлы).
Производят водород несколькими способами, самые популярные из них – разложение метана путем паровой конверсии, и воды – методом электролиза. Первый метод требует, по большому счету, только газ метан (он и сырье, и энергоноситель), а электролиз воды требует электроэнергию. Полученный таким путем газ стоит дороже, а сам КПД процесса электролиза весьма невысок. Это тоже неидеальный вариант.
Массовые авто на водороде: быть или не быть?
Перечисленные нюансы очень затрудняют широкое использование водорода в качестве топлива для авто. Эксперименты в этой области ведутся давно, некоторые модели машин, работающих на водороде, производятся малой серией, кое-где в мире работают водородные автозаправки. Однако прогресс в данной отрасли продвигается медленно, таких заправок во всем мире ничтожное количество.
Так как в чистом виде водород, пригодный для добычи, нигде в больших объемах не встречается, получать его можно только химическим методом. Для этого нужен или природный газ, или много электроэнергии. Но их можно с пользой применять на авто и безо всякой переработки.
Несмотря на меньшую калорийность, метан и электричество дешевле, безопаснее и проще в использовании, даже при нынешнем уровне развития газовых и электромобилей. Изобретение велосипеда в лице перехода на водород в такой ситуации не сильно-то и нужно. Оно может быть оправдано при потребности получить большую мощность с маленького мотора, но это и современным электромоторам вполне под силу.
По мере прогресса в области технологий хранения электроэнергии привлекательность водорода расти не будет. Поэтому ждать популяризации автомобилей, работающих на гидрогене, не стоит. С большой долей вероятности, они так никогда и не станут чем-то большим, чем одна из экспериментальных, но тупиковых ветвей эволюции техники.
Больше о технологиях, читайте на hype.ru
