Процесс сжигания водорода примечателен важным моментом — не выдаёт углекислый газ побочным продуктом. Соответственно, исключается вклад этого процесса в негативный парниковый эффект, что имеет место при сжигании углеводородов. Водородная технология даёт чистый моторный выхлоп, если не считать оксида азота. Применительно к автомобилям, водород допустимо сжигать в двигателе подобно традиционному бензину или прогонять через топливный элемент, производящий электроэнергию.
Водородная технология автомобильного движения
Для движения транспортных машин вполне допустимо использовать жидкий водород. Однако конструкция топливного бака здесь требует исполнения криогенного резервуара, оснащённого изоляцией, способной сохранять внутреннюю температуру на уровне минус 253°C.
Тут практически невозможной становится изоляция резервуара пассивными средствами. Необходимо использовать активное охлаждение, что требует дополнительной энергии. С точки зрения безопасности водородная технология тоже неоднозначна, учитывая высокую степень горючести водорода при смешивании с воздухом.
И всё же водород допустимо хранить в газообразном состоянии под давлением внутри резервуаров. Для этого подходят баллоны на рабочее давление 350-700 кг/см2. Правда, изучаются возможности хранения и под более высокими давлениями, учитывая плотность водорода при давлении 800 кг/см2 на уровне 36,6 кг/м3. Это, примерно, половина показателя плотности водорода в жидкой форме при атмосферном давлении.
Фактор безопасности, связанный с хранением легковоспламеняющегося газа при высоком давлении на борту транспортного средства, очевиден. Операции по заправке водорода также сопровождаются сложностями, как правило, требуют много времени. Однако несколько меньшего времени, чем требует подзарядка аккумулятора электромобиля.
Водородная технология фактор хранения опасного вещества
Для повышения безопасности транспорта герметичные баки под водород делаются трёхслойными:
- Полимерный слой,
- Слой углеродного волокна.
- Металлический слой.
Подобная конфигурация практикуется, к примеру, известными производителями легковых машин:
- «GM»,
- «Honda»,
- «Nissan».
В частности, такая конфигурация отмечена при создании экспериментальных автомобилей по водородной технологии.
Существуют также другие подходы, которые условно делятся на химические и физические системы. Распространёнными химическими системами водород предполагается хранить внутри гидридов металлов:
- MgH2,
- NaAlH4,
- LiAlH4,
- LiH,
- LaNi5H6,
- TiFeH2.
Если одни гидриды представлены водородной технологией жидкими при температуре и давлении окружающей среды, другие имеют твёрдое состояние.
Носители водорода – нового автомобильного топлива
Аммиак отмечен водородной технологией как носитель. Аммиак производится индустриальным сектором большими объёмами. Это вещество вполне допустимо сжигать внутри цилиндров двигателей, подобных бензиновым или дизельным движкам (требуется несложная модернизация). Однако в условиях нормальной температуры и атмосферном давлении аммиак представляет ядовитый газ, наделённый неприятным запахом.
Другими химическими веществами — носителями водорода, также рассматриваются:
- аминоборановые комплексы,
- муравьиная кислота,
- имидазолиевые ионные жидкости,
- борат-фосфониевые карбонитные вещества и др.
Помимо криогенного хранения в виде сжатого газа (физическое хранение), водородная технология предполагает иные формы физического хранения нового топлива. Например, внутри углеродных нанотрубок. Правда, вопрос относительно объёмов хранения здесь остаётся открытым. Другие пористые материалы, например:
- металлоорганические каркасы,
- массивы стеклянных капилляров,
- стеклянные микросферы,
также способны накапливать и сохранять водород, но опять же при низких температурах.
Исследования по этому вопросу продолжаются. Периодически обнаруживаются новые химические и физические накопители. Тем не менее, вариант практичный, безопасный, экономически эффективный для водородной технологии до сего дня не найден.
Великое разнообразие предлагаемых методов показывает очевидное. Водородная технология освоена недостаточно полно. Потребуется немало времени для установления стандартных методов и приёмов под эксплуатацию в случае массового применения таковой.
При помощи информации: Environment
Публикация Водородная технология на движение машин впервые появилась на ZM.