Автомобиль на водороде своими руками: Автомобиль на воде вместо бензина

Содержание

Водородный автомобиль своими руками

«Поехали!» — по-гагарински подталкивает меня локтем главный редактор. Но не так быстро: сначала нужно «прогреть» топливный элемент на неполной нагрузке. Переключаю тумблер в режим «warm up» («прогрев») и жду положенное время. Потом на всякий случай дозаправляю бак до полного. Вот теперь поехали: машинка, плавно жужжа двигателем, трогается вперед. Динамика впечатляет, хотя, впрочем, чего еще ждать от электромобиля — момент постоянный на любых оборотах. Хотя и ненадолго — полного бака водорода хватает всего на несколько минут (компания Horizon обещает в ближайшем будущем выпустить новый вариант, в котором водород не запасается в виде газа под давлением, а удерживается пористым материалом в адсорбере). Да и управляется, прямо скажем, не очень — на дистанционном управлении всего две кнопки. Но в любом случае жаль, что это только радиоуправляемая игрушка, которая обошлась нам в $150. Мы бы не отказались покататься на настоящей машине с топливными элементами в качестве энергетической установки.

1 / 2

Бак, эластичная резиновая емкость внутри жесткого кожуха, при заправке растягивается и работает в качестве топливного насоса, «выдавливая» водород в топливный элемент. Чтобы не «перезаправить» бак, один из штуцеров подключен пластиковой трубкой к аварийному клапану сброса давления.

Сделай сам

Машина Horizon H-racer 2.0 поставляется в виде набора для крупноузловой сборки (типа «сделай сам»), купить её можно, например, на «Амазоне». Однако собрать ее несложно — достаточно поставить на место топливную ячейку и закрепить ее винтами, подсоединить шланги к баку для водорода, топливному элементу, заправочной горловине и аварийному клапану, и остается только поставить верхнюю часть корпуса на место, не забыв передний и задний бамперы. В комплекте идет заправочная станция, которая получает водород методом электролиза воды. Питается она от двух батареек АА, а если захочется, чтобы энергия была совсем «чистой», — от солнечных батарей (они тоже входят в комплект).

Автомобиль на воде? — Экологические автомобили Экологические автомобили

Представить, что автомобиль для своего движения будет использовать только воду, очень сложно. Даже если такая установка когда-нибудь будет изобретена, появится резонный вопрос: а нужна ли она человечеству? Вода — это важнейший ресурс, без которого жизнь на земле невозможна. И если все автомобили вдруг пересядут на воду, кто знает, к чему это приведет. Другой вопрос, может ли вода вообще использоваться в качестве топлива?

Газ Брауна

Еще в середине 20 века немецкие и американские инженеры использовали в двигателе внутреннего сгорания впрыск воды, если быть точным — водно-метаноловой смеси. Благодаря воде автомобиль получал дополнительный импульс, сравнимый с эффектом турбонаддува. В чем секрет? Дело в том, что из-за неполного сгорания топлива ДВС имеет довольно низкий КПД. Только 40% тепла используется на работу механических узлов автомобиля, когда как остальная часть тепловой энергии попросту рассеивается с выхлопными газами.

Вода, а точнее водяной газ (газ Брауна), который получается в результате расщепления воды в процессе электролиза, улучшает процесс сгорания топлива в двигателе. Интенсивное горение топлива само по себе повышает экономичность автомобиля, улучшает его мощностные характеристики и уменьшает вредные выбросы в атмосферу (за счет более полного сгорания оксидов СО и углеводородов СН, выхлоп получается чище).

На сегодняшний момент существует несколько запатентованных систем, с помощью которых можно самостоятельно использовать преимущества газа Брауна на своем автомобиле. По желанию можно собрать такую систему и своими руками, в интернете множество достаточно простых схем «автомобиля на воде», которые позволяют сэкономить 10-30% бензина. Естественно, такое чудо-изобретение вызывает много вопросов. Вот ответы на основные:

Почему о технологии автомобиля на воде не трубят по ТВ? На самом деле подобные системы телевидением освещаются, но надо признать, не очень настойчиво.
Как быть в России в зимнее время года? Вода используется с добавлением катализатора, который не дает ей замерзнуть при температуре -15 градусов. Для более холодных регионов к электролизеру присоединяется электронный блок, благодаря которому система может работать даже при температуре — 40 градусов.
Сколько воды потребуется для повседневной езды? Один литр воды расширяется в 1866 литров газа Брауна, этого хватит на 30-40 часов постоянный езды.

Как насчет коррозии двигателя? В двигатель подается не вода, а уже подготовленный водяной газ, в цилиндрах же вода находиться в виде пара с температурой 1200 градусов, поэтому она не конденсируется, а уходит с выхлопом.

Водород

Вода в автомобиле может использоваться и по другому принципу. Всем известно, что молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Расщепив молекулу на отдельные атомы, мы получим водород – самодостаточное топливо для автомобиля. Однако такой процесс имеет ряд существенных недостатков. Например, энергия, затрачиваемая на проведение такой реакции, сопоставима количеству выделяемого для работы двигателя тепла, что, по сути, делает такие установки неэффективными. Кроме того, хранение водорода вызывает большие затруднения.

Но что если водород получать из обычной воды путем заранее установленной на автомобиле системы? Не нужно никаких топливных элементов, аккумуляторов и специальных заправочных станций. Вода с электролитом, вступая в реакцию со специальным сплавом металла, начинает активно выделять водород, который в свою очередь поступает в коллекторную трубу и затем в карбюратор ДВС. Подобная технология была представлена еще в 2002 году канадскими инженерами.

Будущее автомобиля на воде

После изучения материалов о системах автомобилей на воде возникают множество очевидных вопросов, которые пока остаются без ответа. Возможно, эти технологии несовершенны и требуют каких-либо доработок, почему мы и не можем наблюдать их в деле. Сторонники теории заговора, конечно же, считают, что развитию таких систем препятствовали, и еще долгое время будут препятствовать крупные компании, заинтересованные в медленном и управляемом развитии альтернативных источников энергии.

Другой вопрос, на который мы обратили внимание в самом начале статьи, еще больше заставляет нас задуматься. Что будет с водой, если мы будем использовать ее в качестве топлива? Кажется, что ее много. И, например, активно тающие ледники как раз позволят использовать запасы воды без видимого нарушения баланса на планете. Но очевидно, что все эти вопросы гораздо тоньше, чем кажутся на первый взгляд, и требуют детального изучения.

Так или иначе, автомобиль на воде имеет место быть. И мы обязательно будем освящать все самые интересные события этого направления.

Сделано в СССР своими руками: Ихтиандры и Тритон — журнал За рулем

Первые самодельные амфибии появились еще на заре 1960‑х, когда и технических требований на такие машины не было.

Советское движение «самавто» отметилось и машинами класса «гран туризмо», и моноприводными кроссоверами, и даже внедорожниками. Но жителям Страны Советов, не избалованным разнообразием серийных форм и конструкций, хотелось большего!

Материалы по теме

Морская пехота

Строить автомобили-амфибии наши люди пробовали еще на заре 1960‑х, когда и технических требований на такие машины не было.

Изобретателей, проживавших в далекой от столиц провинции, это не смущало. Однако со временем они, конечно, захотели выезжать на своих машинах на дороги общего пользования. Появились и технические требования.

Материалы по теме

Одним из них, как и для обычных сухопутных самоделок, стал рабочий объем двигателя — до 900 см³ и наличие не более четырех мест. Но реально и на это, и на многое другое удивительно демократичные по нынешним временам комиссии, от которых зависела регистрация самоделок в ГАИ, смотрели не очень строго. В частности, появились машины и с волговскими моторами.

Амфибия по сравнению с сухопутными автомобилями могла быть крупнее: длина — до 4800 мм, ширина — до 1800 мм, а высота — до 1650 мм. Минимальное расстояние от плоскости дороги до нижней точки амфибии должно было составлять 150 мм. Понятно, что амфибии необходимы были все полагающиеся нормальному автомобилю световые приборы. Но это было самой несложной задачей.

Разумеется, амфибии не стали массовым явлением в мире «самавто», как, впрочем, и во всем мире.

Зато в Союзе появились заметные и очень интересные машины.

Ихтиандр и Ихтиандр-2

Знаменитая, известная всем любителям «самавто» амфибия Игоря Рихмана по имени Ихтиандр.

На воде Ихтиандр мог быть не только амфибией, но и яхтой с парусом.

Одна из них — Ихтиандр инженера Игоря Рихмана. Гармоничный автомобиль с герметичным дюралевым (с пенопластовыми панелями изнутри) кузовом и сдвижным для входа/выхода колпаком, объединявшим боковые стекла и часть крыши. Машина появилась в 1979 году. Двигатель ВАЗ‑2103 и коробка передач ЗАЗ‑966 стояли сзади и приводили не только колеса, но и водометный движитель. При выезде из воды водомет и колеса можно было использовать одновременно.

Подвеска Ихтиандра была оригинальной: независимой торсионной спереди и сзади.

Ихтиандр‑2 — это вторая, более поздняя амфибия Игоря Рихмана.

На шоссе машина развивала приличные 120 км/ч, на воде — до 20 км/ч, что тоже очень солидный показатель даже для некоторых аналогичных зарубежных конструкций тех лет. Позднее, проехав на первой машине около 400 тысяч км, Рихман построил Ихтиандр‑2 с мотором от Нивы, коробкой передач от ЛуАЗа и более модным кузовом.

Тритон

Если Ихтиандр был плавающим автомобилем-амфибией, то не менее известный некогда Тритон Дмитрия Кудрячкова — это ездящий катер, вернее — глиссер. Машина достигала на воде 60 км/ч (!), а на шоссе — 100 км/ч. Кузов уникального глиссера — несущий и герметичный, на буковом каркасе из бакелитовой фанеры, обшитой стеклотканью.

Катер на колесах Тритон конструкции Дмитрия Кудрячкова.

Материалы по теме

Тритон оснастили двигателем ГАЗ‑24 и коробкой передач ЗАЗ. Через самодельный редуктор момент передавался на водометный движитель. Подвески Тритона — оригинальные пружинные, передняя унифицирована с задней. Перед въездом в воду колеса с подвесами можно было снять или, если плаванье предстояло недолгое, просто поднять над ватерлинией.

При этом оригинальная тормозная система оставалась герметичной! Не без труда, но машину все-таки удалось зарегистрировать в ГАИ. На работу и на рынок на ней ездить никто, конечно, не собирался, но на дороги общего пользования Тритон выезжал законно.

На воде Тритон со снятыми колесами мог достичь скорости 60 км/ч.

Конечно, амфибии — автомобили единичные, на любителя, и в наших реалиях далекие даже от мелкосерийного производства. Зато уже в перестроечные времена появились полноприводные самоделки, теоретически пригодные к производству небольшими партиями. По крайней мере, так тогда казалось. О них мы еще расскажем — заходите почаще!

Фото: из архива «За рулем»

Водородный автомобиль своими руками — BBC News Русская служба

17 июня 2009

Подпись к фото,

Автомобиль можно будет постоянно дорабатывать в интернете

В Лондоне состоялась презентация автомобиля на водородном топливе, конструкцию которого можно будет дорабатывать в интернете: таким образом ее изготовители смогут совершенствовать машину практически «на ходу».

Средство передвижения, спроектированное компанией Riversimple, способно развивать скорость до 80 км/ч, а ее дальность пробега на одном баке составляет 322 километра.

К 2013 году компания намерена наладить промышленное производство своего детища, которое будет предоставляться желающим в аренду за 200 фунтов стерлингов (около 315 долларов) в месяц, причем в эту сумму будут входить топливо и обслуживание.

А десятка прототипов машины появится на улицах одного из британских городов уже в следующем году; правда, какой именно город имеется в виду, пока держится в секрете. Объявлено, однако, что в нем будет создана сеть водородных заправочных станций, которые Riversimple построит в партнерстве с газовой компанией BOC.

«Открытый проект»

Riversimple утверждает, что выйдет на рынок водородных автомобилей быстрее своих конкурентов, и сделает это благодаря уникальной бизнес-формуле.

Автомобиль планируется выпускать на независимых малых предприятиях небольшими партиями. Для этого компания намерена распространять чертежи машины с помощью некоммерческой организации 40 Fires Foundation, которая превратит это в открытый проект, работающий на тех же принципах, что и программное обеспечение с «открытым кодом».

Конструкция автомобиля может меняться в зависимости от условий рынка, с использованием доступных деталей и материалов.

По условиям контракта, если местный производитель внесет в устройство машины свои усовершенствования, они будут внедряться и на других предприятиях, что позволит постоянно развивать производственную линию.

В компании считают, что идея машины, предназначенной для аренды, а не продажи, обеспечит заинтересованность производителей в создании экономичного, надежного и качественного продукта.

А партнерство с ВОС обещает решить извечную проблему: что должно появиться раньше — сеть заправок или сам автомобиль.

Передовые технологии

Новая машина стала результатом изысканий в области высоких технологий.

Четыре ее мотора питаются от топливного элемента мощностью всего 6 кВт, в то время как все другие машины требуют как минимум 85 кВт — такая мощность необходима для разгона с места.

Riversimple решила эту проблему за счет так называемых «ультраконденсаторов», способных почти мгновенно высвобождать нужный объем энергии. Эти «ультраконденсаторы» перезаряжаются в момент торможения машины.

Поскольку у этого автомобиля нет двигателя внутреннего сгорания, коробки передач и трансмиссии, а корпус сделан из углепластика, он весит всего 350 кг.

Будущее водородных двигателей | Новости автомобилестроения в Германии | DW

Наши опыты мы проводим вот за этими стальными дверями. Там стоят приборы, при помощи которых мы можем проводить эксперименты, можно сказать, в любых условиях – при самой различной температуре и давлении,

Лаборатория, у входа в которую стоит Михаэль Фельдерхофф, сотрудник Научно-исследовательского института имени Макса Планка, напоминает бункер.

Внутри — площадка около пяти квадратных метров, окруженная высокими и массивными железобетонными стенами. На фоне белых, почти светящихся плоскостей в глаза бросается баллон яркокрасного цвета. В нем водород – энергоноситель будущего. По мнению ученых, именно он станет тем самым чудодейственным средством, которое поможет человечеству избавиться от нефтяной «энергозависимости». Ведь теплота сгорания единицы массы водорода почти в два с лишним раза превосходит бензин, а параметры горения позволяют в полтора раза повысить КПД двигателя внутреннего сгорания. Топливо это абсолютно экологичное.

Оно может использоваться не только как основное топливо, но и в качестве добавки к традиционным углеводородам, повышающей экономичность и снижающей токсичность выбросов. Но, по мнению экспертов, самое эффективное применение водорода — это создание электродвигателя с водородным топливным элементом и электроприводом. Попытки использования водорода как топлива начались ещё полтора столетия назад. Первый патент на двигатель, работающий на смеси водорода и кислорода, был выдан в Англии в 1841году. В 20-е годы прошлого столетия началось использование водородных двигателей на дирижаблях фирмы «Цеппелин». Для них в качестве топлива использовался водород, наполнявший дирижабль. Первые энергетические кризисы 70-х годов, а также резкое ухудшение экологической ситуации резко повысили интерес к этому альтернативному виду топлива. К началу 80-х почти во всех ведущих индустриальных странах были созданы экспериментальные водородные автомобили с двигателями внутреннего сгорания, работающие на водороде, бензоводородных смесях и смесях водорода с природным газом. Но до победного шествия водородной энергетики по-прежнему далеко. Учеными предстоит ещё преодолеть немало трудностей. К примеру, дать ответ на вопрос: Как хранить водород? В свободном состоянии — это бесцветный газ с очень малой плотностью, составляющей около 7 процентов плотности воздуха. Поэтому для его хранения и перевозки необходимо поддерживать очень высокое давление или же иметь в распоряжении резервуары гигантского размера. И то и другое неприемлемо для автомобильных двигателей. В настоящий момент исследователи работают над созданием водородного автомобиля, пробег которого без дозаправки достиг бы 500 километров. К сожалению, и жидкий водород для этих целей не подходит, несмотря на то, что занимает в 700 раз меньше места. Для того, что бы довести газ до жидкого состояния необходимо поддерживать температуру минус 253 градуса по Цельсию. Поэтому ученые института имени Макса Планка в немецком городе Мюльгейм-на-Руре сосредоточили внимание на ещё одном — третьем и наиболее перспективном способе хранения водорода — при помощи металлогидридов:

Металлогидриды – это соединения из металла и водорода. На единицу объёма некоторых металлогидридов приходится больше связанного водорода, чем в низкотемпературном контейнере для жидкого водорода той же емкости.

Принцип этот известен уже давно. Несколько лет назад в германские военно-морские силы поступила на вооружение подводная лодка U-31, основной особенностью которой является её уникальная силовая установка. Помимо дизельного двигателя и аккумуляторов, в ее состав входят модули топливных батарей. Горючим для них служит водород, который хранится не в газообразной или сжиженной форме, а в виде металлогидридов. Однако гидриды хранят водород с небольшой плотностью энергии на единицу веса, поэтому топливные модули очень тяжелые:

На субмарине вес блоков, хранящих водород, особого значения не имеет. И, наоборот, вес играет решающую роль, когда речь идет о применении сплавов в других, так сказать, мобильных сферах – автомобилях, а также ноутбуках, бытовой и развлекательной электронике.

В связи с этим Михаэль Фельдерхофф и его коллеги делают ставку на легкие металлы, такие как натрий или алюминий. Смесь водорода с ними – специальный водородный порошок под названием натриумаланат — может хранить до пяти процентов водорода. Это означает, что в 100 килограммовом автомобильном баке можно перевозить до пяти килограммов водорода. На 500 киломеров пробега этого должно хватить. Но не только вес беспокоит мюльгеймских ученых. На то, чтобы зарядить водородом хотя бы 80 процентов такого бака с натриумаланатом, потребуется целый час. Для ускорения процесса в порошок добавляют катализаторы — мельчайшие частицы титана, церия или скандия. Тогда заправка длится не более восьми минут. И всё же до практического применения этой технологии ещё далеко:

Взаимодействие металла с водородом порождает химическую реакцию. В результате при получении металлогидрида выделяется много тепловой энергии. А это в свою очередь означает, что здесь нам нужен хороший теплообменный аппарат, который мог бы отводить тепло за кратчайшие сроки. Это основная проблема, над которой сейчас работают инженеры. Её решение потребует больших усилий.

Итак, заправка позади. Осталось только тронуться с места. Теперь из порошка необходимо выделить водород. Для этого нужно разогреть его до ста градусов. Тепловая энергия при этом должна поступать извне. В идеале можно было бы использовать то самое тепло, которое выделилось во время реакции при образовании металлогидрида.

Михаэль Фельдерхофф уверен, что первые серийные водородные автомобили всё ещё будут оснащены газовыми баллонами. Но когда гидриды легких металлов пройдут боевое крещение в ноутбуках и переносной электронике, настанет черед и автомобиля. В случае же если проблемы с теплообменом, давлением и скоростью позарядки решить так и не удастся, вполне возможно будут применяться съемные топливные баки-контейнеры. На заправке можно будет экономить время, попросту меняя пустые баки на уже заполненные.

В нашей исторической рубрике сегодня мы поговорим о покрышках, камерах и протекторах. Думаю, большинству наших слушателей не нужно объяснять, что всё это – составляющие элементы пневматической шины, изобретенной по сравнению с историей колеса не так уж и давно – всего 160 лет назад. Колесо же в виде деревянного диска появилось более пяти тысяч лет назад. На протяженнии целых тысячелетий оно почти не менялось, разве что в нем появились спицы и само колесо стало металлическим. Поэтому по сравнению с эволюцией колеса развитие шины было процессом бурным и скоротечным. Многие века роль шины для колеса выполнял металлический обруч, который насаживался на обод. Ударяясь о камни и попадая в колдобины, он издавал страшный грохот, но тем не менее со своей задачей справлялся: повышал живучесть или, как принято говорить, «ходимость» колеса. Только в XVIII веке на смену обручам пришли резиновые монолиты из каучука. Появлению пневматической шины способствовало и изобретение Чарльза Макинтоша, который в 1823 году пропитал жидким каучуком льняную ткань, придав ей тем самым водо- и воздухонепроницаемые свойства. Первым же, кто запатентовал пневматическую шину был Роберт Томпсон шотландский инженер железнодорожного транспорта. Жил он в Лондоне, и оживленное столичное движение по булыжным мостовым производило такой невыносимый шум, что выросший в деревенской тиши Томпсон решил всерьез заняться созданием «умягчителя» для колеса. В результате 10 декабря 1845 года Томпсон официально зарегистрировал свое изобретение, а затем и запатентовал пневматическую шину. В приложении была подробно изложена конструкция, а также названы материалы для изготовления шин. Вот что написал сам Томпсон:

Суть моего изобретения состоит в изменении эластичных опорных поверхностей вокруг ободьев колес экипажей с целью облегчения движения и уменьшения шума, который они создают при движении.

Затем изобретение Томпсона было благополучно забыто, и о нем не вспоминали на протяжении 42 лет. В 1887 году ветеринар Джон Бойд Данлоп, поливал растения на своей ферме в Шотландии. Его 10-летний сын катался по участку на трехколесном велосипеде. Особенно ему нравилось переезжать через поливочный шланг. Отец обратил внимание на плавную амортизацию шланга, напряженного под давлением воды. Данлоп отрезал кусок шланга по размеру окружности велосипедного колеса, приспособил к нему ниппель, использовав при этом детскую соску, и заварил его с обоих концов в кольцо. Уже в следущем году…

Королева Виктория выдала ему патент на его изобретение. По сути, это и было рождение фирмы Данлоп,

— рассказывает пресс-секретарь немецкого филиала концерна Данлоп Петер Шмидт. Преимущества пневматической шины современники Данлопа оценили достаточно быстро, ведь именно в то время в Европе разразился настоящий велосипедный бум. Уже в 1889 году на стадионе в Белфасте один из гонщиков выступил на велосипеде с «воздушными шинами» и… неожиданно для зрителей и соперников выиграл во всех заездах.

Я не утверждаю, что мне удалось первому открыть принцип «воздушной шины». Какое-то время я действительно в это верил. По одной простой причине: ведь до недавних пор этого простого приспособления в обиходе не было. Я претендую лишь на звание первого успешного изобретателя шин. На счастье всего мобильного мира я как бы вновь изобрел идею Томпсона.

— писал позднее Данлоп. Первые проданные шины он сделал своими руками. Да и позднее на созданной им впоследствии фабрике практически все операции производились вручную:

Условия труда в те времена были просто несравнимо тяжелее, чем сегодня. Но, несмотря на то, что многое подверглось автоматизации, до сих пор в шинном производстве задействовано немало ручного труда.

— говорит Петер Шмидт. Как и все выдающиеся изобретения шина была воспринята с недоверием. К примеру, французам Андре и Эдуарду Мишлену пришлось выложить немало денег на рекламные цели. В 1894 году они бесплатно роздали шины нескольким сотням парижских извозчиков для того, чтобы те удостоверились в преимуществах этого технического новшества. Эта акция обошлась братьям Мишленам в 800 тысяч франков при том, что средняя зарплата французского рабочего тех времен составляла около 200 франков. Кстати, братья Мишлены первыми изобрели съемную шину, а также первыми установили пневматическую шину на автомобильные колеса.

За 160 лет существования пневматическая шина претерпела массу изменений. Конструкция шин постоянно совершенствовалась: камеру отделили от покрышки, стали вставлять в края покрышки проволочные кольца и сажать её на обод. Во время первой мировой войны начались разработки конструкций шин для грузовых автомобилей и автобусов. Пионерами в этой области были США. В первой половине ХХ века возникли крупные фирмы по производству шин, большинство из которых существуют и по сей день, а именно «Данлоп» вАнглии, «Мишлен» во Франции, «Гудьир» и «Файрстоун» в США, «Континенталь» и «Метцелер» в Германии, «Пирелли» в Италии. В середине 50-х годов появилась новая конструкция шин, разработанная фирмой «Мишлен». У неё был жесткий пояс, состоящий из слоев металлокорда. Нити корда располагались радиально от борта до борта. Такие шины получили название радиальных. Результатом испытания новой шины фирмы «Мишлен» явилось увеличение ходимости почти вдвое. В 70-е годы производители шин сосредоточились на повышении безопасности езды и снижении расхода топлива.

За последние годы конструкция шин изменилась мало. Зато химический состав материалов постоянно усовершенствуется. Например, ещё совсем недавно неразрешимой казалась задача улучшить характеристики зимних шин одновременно на мокром дорожном покрытии и на снегу. Применение полимеров и силикагеля помогло решить эту проблему.

Дальнейшее усовершенствование шин направлено также на увеличение срока службы, допускаемых нагрузок, упрощения технологии производства и увеличения безопасности движения транспортных средств. Однако, несмотря на многочисленные изменения и модернизации, которым подверглась пневматическая шина за 160 лет своего существования, основной принцип её устройства остался прежним. Петер Шмидт:

Это была настоящая революция. Иначе и по сей день мы бы тряслись и подпрыгивали на железных ободах.

Toyota планирует выпустить в 10 раз больше водородных электромобилей Mirai второго поколения, чем первого

Инертность корпорации Toyota в сегменте «чистокровных» электромобилей можно объяснить колоссальными вложениями в разработку автомобиля Mirai на водородных топливных элементах. Машина первого поколения нашла лишь около 11 тысяч владельцев, но Toyota рассчитывает, что её преемник разойдётся тиражом не менее 100 тысяч экземпляров.

Источник изображения: Toyota

Выпуск водородомобиля Mirai первого поколения осуществлялся мелкими сериями, на том же предприятии, которое выпускало суперкар Lexus LFA, а это негативно сказывалось на конечной стоимости машины. В тех редких случаях, когда Mirai первого поколения передавался в собственность владельца, последний должен был выложить не менее $60 000. Преемник, который уже готов выйти на рынок, снизит рыночную стоимость до $50 000.

Впрочем, главным сдерживающим фактором распространения Mirai по планете остаётся даже не высокая цена, а ограниченное развитие заправочной инфраструктуры — чтобы вырабатывать электрический ток для двигателей, это транспортное средство должно заправляться водородом под высоким давлением. Добыча водорода из воды методом электролиза хоть и является самым экологически чистым способом получения топлива, требует высоких затрат не только на сам процесс электролиза, но и на последующую транспортировку и хранение. В этом смысле заправочные станции выгоднее объединять с установками по электролитическому преобразованию воды в водород и кислород.

Источник изображения: Engadget

Mirai второго поколения сможет хранить в трёх резервуарах 5,6 кг водорода, что больше присущих предшественнику 4,6 кг. Это соответствует условному запасу хода в 650 км, а пополнить запасы топлива можно минут за пять. Конструкция машины подразумевает наличие трёх резервуаров для хранения водорода, один из них разместился под полом салона в районе центрального тоннеля. Последний из-за этого получился достаточно объёмным — он не только отчётливо разделяет водителя и переднего пассажира, но и должен создавать определённые неудобства для среднего пассажира на заднем диване, который номинально на присутствие в салоне может претендовать.

Силовая установка Mirai после смены поколений увеличила отдачу с 114 до 128 кВт, при этом занимаемое ею пространство уменьшилось с 33 до 24 литров. Тяговый аккумулятор сократил количество ячеек с 370 до 330 штук, но эффективность хранения заряда увеличилась. В совокупности, все технические изменения позволили увеличить запас хода Toyota Mirai на 30 % по сравнению с предшественником, до 650 км. Представители компании отмечают, что автомобиль ещё и ускоряется быстрее, а наличие заднего привода и почти идеальная развесовка по осям (50 : 50) наделяет его азартной управляемостью.

В новом поколении Toyota Mirai делит платформу с флагманским седаном концерна, Lexus LS. От него машина унаследовала не только многорычажную заднюю подвеску, но и более роскошный интерьер, при этом сократив стоимость по сравнению с первым поколением водородомобиля. Toyota рассчитывает продать десятки тысяч Mirai второго поколения, а в лучшем случае — не менее сотни тысяч. Попутно придётся развивать и заправочную сеть, но соответствующих инициатив сейчас не так много по сравнению с теми же зарядными станциями для электромобилей. В самой Японии, например, сейчас не более 127 водородных заправочных станций, а по данным правительства страны, для удобства эксплуатации соответствующих машин их количество надо увеличить до 900 штук, как минимум.

Даже если Mirai не позволит Toyota завоевать значимую долю рынка легковых автомобилей с силовыми установками нового поколения, полученный опыт корпорация сможет использовать при создании грузового и железнодорожного транспорта на водородных топливных ячейках.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

АВТО НА ВОДЕ СВОИМИ РУКАМИ ЧЕРТЕЖИ ВИДЕО… Мой генератор водорода на автомобиль своими руками

Главная › Новости

Опубликовано: 23.10.2017

Автомобиль работающий на водороде (на воде). Своими руками

Ни кто не выпустит на рынок двигатель, который можно заправить просто набрав стакан воды из океане. Вот если бы его машина могла ездить на морской воде без дополнительной обработки, тогда да — прорыв. Вот в ядерный двигатель, в качестве энергетической установки для автомобиля, я охотней поверю.

hho 3L/min,Oxyhydrogen.Авто на воде электролизёр Брауна своими руками КИА ШУМА ИНЖЕКТОР

Двигатель работает мягче, снижается уровень вибраций, и становится более отзывчивым на малых скоростях и низких оборотах. Напомним – три месяца автомобиль тестировали в режимах загородных поездок и ежедневной городской эксплуатации, а также на динамометрическом мощностном стенде.

Авто на воде Экономия топлива на автомобиле до 55% HHO

И вот в наши руки попала инжекторная Daewoo Nexia с уже более «продвинутой» системой. Работа устройства основана на применении газа Брауна – смеси кислорода с водородом, которую оно само и вырабатывает. Получают газ из воды путем электролиза – в реакторе с двумя группами электродов, подключенных к напряжению 12 В и погруженных в электролит (раствор щелочи). В смонтированной на данный автомобиль «водородной» системе я бы отметил несколько недостатков, которые могут быть причиной ее неэффективности.

Нам предложили для теста автомобиль, оснащенный одной из таких установок. Совсем недавно autocentre.ua тестировал в Киеве рестайлинговый Toyota RAV4 2016 модельного года с дизельным мотором. Изменения 2015 года оказались настолько серьезными, что с чьей-то легкой руки автомобилю присвоили статус четвертого поколения.

В цилиндр помещаем воду,в количестве 1:10 от его объёма, вытесняем воздух и закрываемклапан, который находится вверху. При прокручивании коленчатого вала по часовой стрелке, поршень начинает двигаться вниз. Вода при этом растягивается. Необходимо только снабдить этот двигатель автоматической системой долива воды, в том случае, если она будет испарятся от нагрева цилиндров, или разбрызгиваться через клапан.

Возможно, исследователи нашли лучший способ получения водорода для автомобилей.

Хотя электромобили прошли долгий путь — даже Ford производит электрические грузовики — они все еще далеки от совершенства. Одна из самых больших жалоб заключается в том, что батареи необходимо подключать и перезаряжать, и даже когда они заряжены, их диапазон ограничен. Электромобили на топливных элементах предлагают альтернативу. Их «аккумулятор» — фактически водородно-кислородный топливный элемент — можно пополнять газообразным водородом. На сегодняшний день самая большая проблема заключается в том, что производство водорода не является экологически чистым процессом.Нам также понадобится инфраструктура для заправки водородом. Но новая технология UMass Lowell может устранить эти препятствия.

Ученые создали способ производства водорода по запросу с использованием воды, углекислого газа и кобальта. Теоретически он попадет прямо в топливный элемент, где он будет смешиваться с кислородом для выработки электроэнергии и воды. Затем электричество питало двигатель электромобиля, аккумуляторную батарею и фары.

Согласно УМассу Лоуэллу, производимый водород имеет чистоту 95 процентов, и автомобили не нужно заправлять на заправочной станции.Вместо этого владельцы заменили бы канистры с металлическим кобальтом, который питал бы водородный генератор. Поскольку технология может производить водород при низких температурах и давлениях, а излишки не хранятся в автомобиле, она сводит к минимуму риск возгорания или взрыва. Хотя это еще не практическое применение, оно может помочь сделать FCEV жизнеспособным вариантом.

Исследователи из Университета Массачусетса Лоуэлл открыли эффективный способ производства водорода для электромобилей https://t.co/ON6CrK6R9Q #electriccars #umasslowell #greenhousegases #renewabletech pic.twitter.com/e3gUWOIXeM
— UMass Lowell (@UMassLowell) 7 марта 2019 г.

ОБНОВЛЕНИЕ, 22.03.2019, 14:30 по восточному времени: Эта история была обновлена, чтобы отразить, что автомобили не будут заправляться на заправочной станции. Вы можете прочитать заявление председателя химического факультета Университета Массачусетса Лоуэлла профессора Дэвида Райана ниже:

Разработанная нами система не требует дозаправки автомобиля на водородной заправке. Наша технология будет использовать канистры с металлическим кобальтом в качестве топлива для работы водородного генератора.Канистры будут заменены при израсходовании. На самом деле еще рано говорить, но обычно цель состоит в том, чтобы проехать от 350 до 400 миль для большинства автомобилей до «дозаправки».

Этот новый дешевый метод производства водорода может (возможно?) Производить топливо

Если вы хотите купить электромобиль в США, существует более десятка вариантов. Если вы хотите купить автомобиль на топливных элементах, их три: Honda Clarity, Toyota Mirai и Hyundai ix35. Но впереди еще больше — и новое открытие в лаборатории может помочь рынку быстрее расширяться.

Автомобили на топливных элементах работают на водороде, и производство водорода является сложной задачей. Традиционный метод производства водорода (который сейчас обычно продается производителям для всего, от очистки металла до производства маргарина) начинается с ископаемого топлива. Если вы нагреете уголь или природный газ, вы получите водород, но вы также получите углеродное загрязнение. В качестве альтернативы можно получить водород из воды путем расщепления молекул воды с помощью электролиза. Это чистый процесс, который обеспечивает нулевое загрязнение, но при этом требует много энергии, а получаемый водород стоит дорого.Катализаторы, такие как платина, могут ускорить реакцию и помочь сэкономить энергию, но они также дороги.

«В конечном итоге стоимость доставки водорода в розницу является большой проблемой». [Иллюстрация: sky_max / iStock] Физики из Хьюстонского университета обнаружили способ сделать этот процесс более эффективным с небольшими затратами. Их катализатор, сделанный из дешевого никеля вместо дорогих драгоценных металлов, используемых сегодня, помогает одной части реакции протекать легче. И если оно в конечном итоге будет использовано в производстве, это может означать, что водородное топливо стоит значительно дешевле, чем сегодня.

Стоимость топлива является одним из препятствий для технологии. «В конечном счете, стоимость доставки водорода в розницу является большой проблемой», — говорит Марк Дюваль, директор по использованию энергии в Исследовательском институте электроэнергетики, некоммерческой организации, которая подробно изучила технологию. Средняя стоимость цистерны в апреле 2017 года — по одной небольшой выборке заправочных станций — составляла 14,10 долларов за галлон бензинового эквивалента.

Эта стоимость для потребителей также зависит от факторов помимо производства, таких как сжатие газа, его транспортировка и стоимость строительства новых станций.Но если новый катализатор будет использоваться для производства водорода из воды, после доработки, это может в конечном итоге помочь снизить затраты на его производство до уровня производства водорода из ископаемого топлива и снизить общие затраты на насос.

«По сути, весь этот процесс заключается в поиске новых дешевых катализаторов для экологически безопасного процесса производства водорода из воды», — говорит Чжифэн Рен, профессор физики Хьюстонского университета и один из авторов новой статьи о технологии.

В целом автомобили на топливных элементах менее эффективны, чем электромобили на аккумуляторных батареях. Если вы используете солнечную панель для зарядки аккумулятора, процесс будет примерно на 85% эффективнее. Использование топливного элемента требует большего количества шагов — электролиза, сжатия газа и затем подачи водорода в топливный элемент — каждый из которых делает систему менее эффективной (примерно 30-40%) и более дорогой. Новый способ производства топлива может помочь, хотя другие аспекты технологии также должны быть улучшены, чтобы топливные элементы были конкурентоспособными с электромобилями.

«Новые катализаторы — это здорово, — говорит Салли Бенсон, содиректор Энергетического института Прекурта при Стэнфордском университете. «Но если вы посмотрите на малотоннажный транспорт, я бы серьезно скептически отнесся к тому, что этого будет достаточно, чтобы сделать автомобили на топливных элементах более желательными, чем электромобили на аккумуляторах».

Необходимо преодолеть несколько проблем, включая стоимость производства самих автомобилей. «Мне немного сложно понять, как автомобили на водородных топливных элементах становятся менее дорогими, чем электромобили, учитывая, что транспортное средство на топливных элементах в основном является электромобилем», — говорит Дюваль.«За исключением того, что вместо большой батареи у него есть небольшая батарея большой мощности, как в гибридном автомобиле. Это электромобиль с некоторыми дополнительными сложностями ».

Еще предстоит построить инфраструктуру для автомобилей на топливных элементах. Если у вас есть автомобиль на топливных элементах в районе залива или в Лос-Анджелесе, есть места для заправки, но в других местах такие станции встречаются редко.

[Иллюстрация: sky_max / iStock] Тем не менее, Дюваль считает, что автомобили на топливных элементах могут появиться в большем масштабе (как и производители автомобилей, многие из которых разрабатывают новые модели топливных элементов наряду с электромобилями, хотя Илон Маск, в частности, назвал их «невероятно глупыми».«Я считаю, что обе технологии в конечном итоге осуществимы», — говорит Дюваль. «Я просто считаю, что они находятся на разных стадиях развития».

У автомобилей на топливных элементах есть одно существенное преимущество: их заправка происходит быстро, в отличие от зарядки электромобиля. Для заправки Toyota Mirai с четвертьбаком водорода требуется чуть больше шести минут, что немного дольше, чем у бензобака. Эта технология может быть особенно привлекательной для грузовиков, путешествующих на большие расстояния, когда зарядка аккумуляторов нецелесообразна.

«Я с осторожным оптимизмом смотрю на то, что технические проблемы будут решены», — говорит Дюваль. «Над этим работает много очень хороших людей и много компаний». Исследователи из Хьюстонского университета могут предложить одно из решений, способствующих масштабированию технологий.

«Я планирую организовать крупномасштабные испытания, и, если они будут успешными, мы ищем небольшую стартап-компанию, которая будет производить водород с использованием этой технологии, которую мы разработали», — говорит Рен.

Водородные автомобили — Как работают автомобили на водородных топливных элементах

Прямо сейчас вы можете сесть за руль автомобиля, который не сжигает ископаемое топливо, производит нулевое загрязнение или парниковые газы, работает по той же химической реакции, что и ракеты, и имеет в два раза больше пробега, чем Tesla.

Его называют автомобилем на водородных топливных элементах, но если вы не живете в Калифорнии, вы, возможно, никогда не видели его на дороге.

➡ Вы любите крутые машины. Мы любим крутые машины.Давайте вместе поработаем над ними.

В наши дни электромобили, приводимые в движение батареями, кажутся обреченными на то, чтобы править нашими дорогами, в то время как водородные автомобили, когда-то считавшиеся транспортным средством будущего, встречаются редко и относительно малоизвестны. Топливные элементы на самом деле имеют множество преимуществ перед конкурентами, включая меньшее количество миль на галлон и более быстрое время дозаправки.

Так что же случилось с обещанными нам водородными автомобилями?

Как работают водородные автомобили

Toyota Mirai, автомобиль на водородных топливных элементах.

Клеменс Билан, Getty Images

Первое, что нужно знать: водородные автомобили — это электромобилей. Мы склонны думать об электромобилях только с точки зрения транспортных средств с батарейным питанием, таких как Teslas, Nissan Leaf и Chevy Bolt, но, несмотря на то, что они работают на газообразном топливе, водородные топливные элементы фактически снабжают свои автомобили электричеством.

«Когда мы говорим об электромобилях, это включает в себя подключаемые гибриды, гибриды, электрика аккумуляторных батарей, топливные элементы и все остальное, что может появиться позже, в котором все еще используется электродвигатель», — говорит Кейт Випке, руководитель программы лаборатории по топливу клеточные и водородные технологии в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии.

Этот контент импортирован из {embed-name}. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Но топливный элемент сильно отличается от батареи. Громадная литий-ионная батарея в брюхе Tesla Model S хранит электрическую энергию в виде напряжения между анодом и катодом. Топливный элемент вырабатывает электричество посредством электрохимических реакций между топливом (обычно водородом) и кислородом воздуха.Во время реакции водород и кислород объединяются, чтобы произвести электрическую энергию и безвредный водяной пар в качестве побочного продукта. Если эта начальная химическая реакция достаточно велика, она может переместить весь автомобиль.

Этот танец механики и химии похож на водородно-кислородную реакцию, которая приводит в действие ракетные двигатели (вы, возможно, помните его из «Марсианина»). В этом случае энергия, произведенная в результате реакции, проходит через топливный элемент и производит электричество вместо взрыва. В обоих случаях выделяется огромное количество энергии без токсичных побочных продуктов, что делает водородные топливные элементы таким прекрасным источником энергии для электромобилей.

Сам водород можно получить, запустив этот процесс в обратном направлении, который называется электролизом. Пропускание электрического тока через воду разделяет h3O на водород и кислород. Однако чаще водород производят в больших количествах из природного газа в процессе, называемом паро-метановым риформингом, в котором пар высокой температуры и высокого давления объединяется с природным газом для создания водорода.

Этот танец механики и химии похож на водородно-кислородную реакцию, которая приводит в действие ракетные двигатели.

Этот процесс действительно производит некоторое количество углекислого газа, поэтому само водородное топливо не является чистым на 100 процентов. Но он выгодно отличается от выбросов CO2, связанных с аккумуляторной электрикой и гибридными автомобилями, и, очевидно, лучше любого транспортного средства, работающего на ископаемом топливе, с точки зрения воздействия на окружающую среду.

Штат Калифорния требует, чтобы по крайней мере 33 процента водорода, который идет в автомобили, должно поступать из возобновляемых источников, с надеждой в конечном итоге перейти к 100-процентной возобновляемой энергии.Это приводит автомобили на топливных элементах в соответствие с электричеством аккумуляторных батарей, работающим от электросети.

Много положительных, один дорогостоящий отрицательный

Ёсиказу ЦуноGetty Images

По мере того, как аккумуляторные электромобили выходят на первый план, автомобильная промышленность борется с двумя их основными недостатками для водителей. Во-первых, полная зарядка автомобиля с аккумулятором может занять несколько часов (если у вас нет доступа к быстрому зарядному устройству), а во-вторых, даже с полностью заряженным аккумулятором большинство электромобилей с трудом преодолевают половину расстояния обычного автомобиля на автомобиле. полный бак бензина.

У автомобилей на топливных элементах таких проблем нет. Водород можно закачивать в топливный бак автомобиля так же, как и газ. Вы можете заправиться быстро, как бензин или дизельное топливо. А когда у него полный бак, автомобиль на топливных элементах может путешествовать так же далеко, как и бензиновый. У Toyota Mirai самый короткий запас хода среди всех коммерческих седанов на топливных элементах, представленных в настоящее время на рынке, и он проезжает 317 миль с полным баком. Это почти на 50 процентов больше, чем 220 миль, которые базовая модель Tesla Model 3 может проехать без подзарядки.

«Вы можете выбрать любой тип электродвигателя и применить его. Здесь нет никаких препятствий».

«Если вы посмотрите, сколько энергии на самом деле протекает через вашу руку, когда вы держите дозатор возле бензонасоса, то это порядка 1-2 мегаватт», — говорит Випке. Сравните это с 2 киловаттами — в тысячу раз меньшим энергопотреблением — которые доступны в стандартной розетке. Легко понять, почему у аккумуляторной батареи такое долгое время зарядки.

«С водородом вы все еще перемещаете молекулы, — объясняет он. — Пока у вас достаточно давления и пути потока с низким сопротивлением, вы можете очень быстро протолкнуть молекулы от станции к машине».

Как только эти молекулы попадают в машину, разница между автомобилем на топливных элементах и автомобилем с батарейным питанием невелика. Автомобили с аккумуляторными батареями известны своей невероятно высокой производительностью — Tesla установила рекорд от 0 до 60 с одним рекордом в 2017 году. Но, по словам Стивена Эллиса, менеджера по автомобилям на топливных элементах в американской Honda, автомобили на топливных элементах могут удержать свои собственные.

«Поместите достаточно двигателя в [Honda] Clarity, и он также сможет разгоняться от 0 до 60 раз», — говорит он. «Опять же, топливный элемент Clarity — это полностью электрический автомобиль. Вы можете выбрать любой тип электродвигателя и применить его. Там нет преград ».

Однако в настоящее время все эти преимущества имеют высокую цену. Автомобиль на топливных элементах Honda Clarity в настоящее время сдается в аренду почти вдвое дороже, чем его модель с аккумулятором. К счастью, сюда входит стоимость топлива, которая в настоящее время составляет около 14 долларов за килограмм водорода.Что касается энергии, это эквивалентно примерно 5,60 доллара за галлон бензина. Стоимость как транспортного средства, так и топлива со временем должна снизиться, но на данный момент преимущества топливных элементов будут иметь высокую цену.

Заливка … Где именно?

Томохиро ОсумиGetty Images

Теперь мы подошли к большому камню преткновения для автомобилей на топливных элементах: сегодня практически невозможно получить топливо за пределами Калифорнии.Калифорнийское партнерство по топливным элементам перечисляет 40 действующих водородных заправочных станций, почти все в Лос-Анджелесе или в районе залива. Если владелец автомобиля на топливных элементах хочет поехать в другую часть страны, ему не повезло.

«Потребители любят автомобили», — говорит Випке. «Задача действительно заключалась в том, чтобы построить заправочные станции достаточно быстро, чтобы удовлетворить спрос».

Хотя промышленность топливных элементов не удовлетворяет этот спрос, это происходит не из-за отсутствия попыток. Отрасль открывает примерно одну новую заправочную станцию в месяц и приближается к достижению своей цели — 200 станций в Калифорнии к 2025 году.Даже в этом случае водород останется далеко позади примерно 8 500 заправочных станций, находящихся в настоящее время в штате, а также 17 000 электрических зарядных станций для автомобилей с аккумулятором.

В других странах водородная инфраструктура практически отсутствует в остальной части США, а автомобили на топливных элементах не продаются в большинстве штатов. Есть пара заправочных станций в Нью-Йорке и Коннектикуте, но Уипке говорит, что Северо-Восток отстает от Калифорнии на четыре-пять лет. С его плотностью населения и политическим климатом Северо-Восток действительно может стать местом следующего водородного бума.Но построить надежную сеть будет сложнее, чем в Калифорнии.

Автобус Управления транспорта округа Ориндж на водородных топливных элементах.

OCTA

«Проблема заключалась в том, что это не один штат, поэтому вам нужно привлечь к работе множество людей, которые будут чувствовать себя комфортно с этой технологией», — говорит Випке. «Это более медленный процесс».

По его оценкам, потребуются годы, прежде чем автомобили на топливных элементах станут жизнеспособным средством передвижения в Нью-Йорке.Хотя это далеко позади гибридной и электрической инфраструктуры, Випке считает, что водородные автомобили могут сократить разрыв.

«Одна из причин, по которой производители автомобилей так взволнованы водородом, заключается в том, что он предоставляет им платформу для транспортных средств с нулевым уровнем выбросов, которая фактически может заменить все автомобили в их парке», — говорит он. «Если у вас очень большой грузовик или внедорожник, способный буксировать и увеличивать запас хода, заменить эти автомобили на электрический привод будет довольно сложно, если вы не используете водород.”

Некоторые из этих автомобилей уже существуют или находятся в разработке. General Motors исследует пикап на топливных элементах, Hyundai представила внедорожник на топливных элементах, а Toyota потратила последние три года на проектирование и испытания тягача с водородным двигателем. Жители округа Ориндж могут добраться до места назначения на автобусе на топливных элементах с 2016 года, и по стране курсирует 25 таких автобусов.

Хотя большинство американцев никогда не видели транспортных средств на топливных элементах, когда-нибудь рядом с вами будет построена водородная заправочная станция.Как только они станут обычным явлением на северо-востоке, заправочные станции начнут расширяться вглубь от побережья, и, по оценке Випке и Эллиса, через несколько десятилетий заправочные станции — а вместе с ними и водородные автомобили — будут практически повсюду.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Новый способ сделать водородную энергию из воды намного дешевле

Ученые показывают, как использование только воды, железа, никеля и электричества позволяет производить водородную энергию гораздо дешевле, чем раньше.

Автомобили с водородным двигателем вскоре могут стать больше, чем просто новинкой после того, как группа ученых под руководством UNSW продемонстрировала гораздо более дешевый и устойчивый способ создания водорода, необходимого для их работы.

В исследовании, опубликованном недавно в Nature Communications, ученые из Университета штата Южный Уэльс в Сиднее, Университета Гриффита и Технологического университета Суинберна показали, что улавливание водорода путем отделения его от кислорода в воде может быть достигнуто за счет использования в качестве катализаторов дешевых металлов, таких как железо и никель, которые ускоряют эта химическая реакция требует меньше энергии.

Железо и никель, которые в изобилии встречаются на Земле, заменят драгоценные металлы рутений, платину и иридий, которые до сих пор считаются эталонными катализаторами в процессе «расщепления воды».

Профессор школы химии UNSW Чуан Чжао говорит, что при расщеплении воды два электрода прикладывают к воде электрический заряд, который позволяет отделять водород от кислорода и использовать его в качестве энергии в топливном элементе.

«Мы покрываем электроды нашим катализатором, чтобы снизить потребление энергии», — говорит он.«На этом катализаторе есть крошечный наноразмерный интерфейс, где железо и никель встречаются на атомном уровне, который становится активным центром для расщепления воды. Именно здесь водород может быть отделен от кислорода и уловлен в качестве топлива, а кислород может быть выделен как экологически безопасные отходы ».

В 2015 году команда профессора Чжао изобрела никель-железный электрод для выработки кислорода с рекордно высокой эффективностью. Однако профессор Чжао говорит, что железо и никель сами по себе не являются хорошими катализаторами для производства водорода, но там, где они соединяются в наномасштабе, «происходит волшебство».

«Наноразмерный интерфейс коренным образом меняет свойства этих материалов», — говорит он. «Наши результаты показывают, что никель-железный катализатор может быть таким же активным, как и платиновый, для производства водорода.

«Дополнительным преимуществом является то, что наш никель-железный электрод может катализировать образование как водорода, так и кислорода, поэтому мы можем не только сократить производственные затраты за счет использования элементов, богатых землей, но также и затраты на производство одного катализатора вместо двух».

Беглый взгляд на сегодняшние цены на металлы показывает, почему это может изменить правила игры, необходимые для ускорения перехода к так называемой водородной экономике.Цена на железо и никель составляет 0,13 и 19,65 доллара за килограмм. Напротив, рутений, платина и иридий оцениваются в 11,77, 42,13 и 69,58 долларов за грамма — другими словами, в тысячи раз дороже.

«В настоящий момент, когда мы экономим на ископаемом топливе, у нас есть огромный стимул перейти к водородной экономике, чтобы мы могли использовать водород в качестве экологически чистого энергоносителя, которого много на Земле», — говорит профессор Чжао.

«Мы говорили о водородной экономике целую вечность, но на этот раз похоже, что она действительно приближается.”

Профессор Чжао говорит, что если технология разделения воды получит дальнейшее развитие, однажды могут появиться станции заправки водородом, похожие на сегодняшние заправочные станции, куда вы могли бы пойти и заправить свой автомобиль на водородных топливных элементах газообразным водородом, полученным в результате этого разделения воды реакция. Заправку можно было произвести за считанные минуты по сравнению с часами в случае электромобилей с литиевым аккумулятором.

«Мы надеемся, что наши исследования могут быть использованы такими станциями для производства собственного водорода с использованием устойчивых источников, таких как вода, солнечная энергия и эти недорогие, но эффективные катализаторы.”

Ссылка: «Общее электрохимическое расщепление воды на гетерогенной границе раздела никеля и оксида железа» Брайан Х. Р. Сурьянто, Юн Ван, Розали К. Хокинг, Уильям Адамсон и Чуан Чжао, 6 декабря 2019 г., Nature Communications .
DOI: 10.1038 / s41467-019-13415-8

Авторы исследовательской работы: Брайан Сурьянто (UNSW), Юн Ван (Griffith), Розали Хокинг (Swinburne), Уильям Адамсон (UNSW) и Чуан Чжао (UNSW).

Как работают топливные элементы в водородных автомобилях?

Как работают топливные элементы в водородных автомобилях? — Объясни это

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 15 марта 2020 г.

Столетие назад или около того, количество автомобилей на Земле исчисляется тысячами. Сегодня существует около миллиарда автомобилей — примерно одна на каждые семь человек на планете, и ожидаемое количество достигнет 2 миллиардов к 2040 году. Думайте о Земле как о гигантской заправочной станции с ограниченным запасом топлива, и вы довольно быстро поймете что у нас проблема. Многие геологи думают, что мы достигли точки они называют «пиком нефти», а в ближайшие несколько десятилетий поставки бензина (и все остальное, сделанное из нефти) начнет истощаться.Если такое случается, откуда все наши машины будут получать топливо? Кратковременное решение — повысить эффективность использования топлива. от существующих автомобилей. В долгосрочной перспективе решение может быть переключение автомобилей с бензиновых и дизельных двигателей на электрические топливные элементы, которые немного похожи на батареи, работающие на водороде газ, который никогда не выходит из строя. Бесшумные и экологически чистые, они среди самые чистые и экологически чистые источники энергии из когда-либо созданных Они все, кем обещаны быть? Давайте подробнее разберемся, как они работают!

Фото: демонстрационный автомобиль Ford Motor Company на водородных топливных элементах (модифицированный Ford Focus).Фото любезно предоставлено Космическим центром Кеннеди НАСА (NASA-KSC).

Что такое топливные элементы?

Фото: Под капотом автомобиля Ford на водородных топливных элементах. Фото любезно предоставлено Ford Motor Company и Министерство энергетики США / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии.

На самом деле есть всего два способа привести современный автомобиль в действие. Большинство машин на Дорога сегодня использует двигатель внутреннего сгорания сжигать топливо на нефтяной основе, выделять тепло и толкать поршни вверх и вниз, чтобы управлять трансмиссией и колесами.Электрический машины работают совершенно по-другому. Вместо двигателя они полагаться на батареи, которые питают электроэнергией электродвигатели, приводящие в движение колеса напрямую. Гибридные автомобили имеют оба двигатели внутреннего сгорания и электрические двигатели и переключайтесь между ними в зависимости от условий вождения.

Топливные элементы немного похожи на нечто среднее между двигателем внутреннего сгорания. мощность двигателя и аккумулятора. Как двигатель внутреннего сгорания, они производят мощность за счет использования топлива из бака (хотя топливо находится под давлением водородный газ, а не бензин или дизельное топливо).Но, в отличие от двигателя, топливный элемент не сжигает водород. Вместо этого он слит химически с кислородом воздуха для получения воды. В процессе, что похоже на то, что происходит в батарее, электричество высвобождается и это используется для питания электродвигателя (или двигателей), который может управлять средство передвижения. Единственный продукт отходов — это вода, и она настолько чиста, что вы можете выпей это!

Думайте о топливных элементах как о батареях, которые никогда не разряжаются. Вместо медленно истощая химические вещества внутри них (как это делают обычные батарейки), топливные элементы работают на постоянном запасе водорода и продолжают производить электричество до тех пор, пока в баке есть топливо.

Как топливный элемент производит электричество из водорода?

То, что происходит в топливном элементе, называется электрохимическим. реакция. Это химическая реакция, потому что она включает соединение двух химических веществ. вместе, но это тоже электрическая реакция, потому что электричество производится по мере протекания реакции.

Топливный элемент состоит из трех основных частей, аналогичных элементам батареи. Это имеет положительно заряженный терминал (показан здесь красным), отрицательно заряженный терминал (синий) и разделяющее химическое вещество, называемое электролитом, между двумя (желтый) держать их отдельно.(Думайте об этом как о бутерброде с ветчиной. Два клеммы — это куски хлеба, а электролит — это ветчина между ними.)

Вот как топливный элемент производит электричество:

Газообразный водород из резервуара (показан здесь большими коричневыми каплями) подается по трубе к положительной клемме. Водород легковоспламеняющийся и взрывоопасен, поэтому танк должен быть очень сильным.
Кислород из воздуха (большие бирюзовые капли) спускается по второй трубе к отрицательной клемме.
Положительный вывод (красный) изготовлен из платины, катализатора из благородного металла. разработан, чтобы ускорить химический процесс, происходящий в топливном элементе.Когда атомы газообразного водорода достигают катализатор, они расщепляются на ионы водорода (протоны) и электроны (маленькие черные капли). Если вы запутались: ионы водорода — это просто атомы водорода с удаленными электронами. Поскольку для начала у них есть только один протон и один электрон, ион водорода — это то же самое, что и протон.
Протоны, будучи положительно заряженными, притягиваются к отрицательному выводу (синий) и проходят через электролит. (желтый) к нему. Электролит представляет собой тонкую мембрану из специальной полимерной (пластиковой) пленки. и только протоны могут проходить через него.
Тем временем электроны проходят по внешнему контуру.
При этом они приводят в действие электродвигатель (оранжевый и черный), который приводит в движение колеса автомобиля. В конце концов, они тоже попадают на отрицательный вывод (синий).
На отрицательной клемме протоны и электроны рекомбинируют с кислородом воздуха в химической реакции, в результате которой образуется вода.
Вода выходит из выхлопной трубы в виде водяного пара или пара.

Этот тип топливного элемента называется PEM (разные люди говорят, что это означает полимерную обменную мембрану или протонообменную мембрану, потому что она включает обмен протонами через полимерную мембрану).Это будет держать работает до тех пор, пока есть запасы водорода и кислорода. Поскольку в воздухе всегда много кислорода, единственное ограничение Фактор — это количество водорода в баке.

Стопки топливных элементов

Один топливный элемент производит примерно столько же электроэнергии, сколько одиночная сухая батарея — недостаточно для питания портативного компьютера, не говоря уже о машине. Вот почему в топливных элементах, предназначенных для транспортных средств, используются стеки. топливных элементов, соединенных вместе в серию.Общее электричество они продукция равна количеству ячеек, умноженному на мощность каждой клетка производит.

Типы топливных элементов

Фото: Вот как на самом деле выглядит топливный элемент. Это типичный водородный топливный элемент с протонообменной мембраной (PEM), который может производить 5 киловатт (5000 ватт) энергии. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / National Лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Топливные элементы PEM (иногда называемые PEMFC) в настоящее время инженеры предпочитают приводить в движение автомобили, но они никоим образом не возможен только дизайн.Так же, как есть много видов батарей, каждая используя различные химические реакции, поэтому существует много видов топлива ячейка тоже. Космические аппараты используют более примитивную конструкцию, называемую щелочным. топливный элемент (AFC), в то время как гораздо большее количество энергии может быть генерируется альтернативной конструкцией, известной как твердооксидный топливная ячейка (ТОТЭ). Микробные топливные элементы имеют дополнительную особенность: они используют бак бактерий для переваривания сахара, органических веществ или другого топлива и производить электрический ток (который может использоваться для питания двигатель) или водород (который может питать топливный элемент обычным способом).Другая возможность — иметь автомобиль с солнечной панелью на крыше, который использует электричество Солнца для разделения воды на водород и кислород. электролизер (см. вставку ниже). Затем эти газы рекомбинируются в топливном элементе для производства электроэнергии. (Преимущество такого подхода по сравнению с прямым использованием энергии Солнца состоит в том, что вы можете накапливать водород в дневное время, когда светит Солнце, а затем использовать его для движения топливный элемент ночью.)

Откуда возьмется весь водород?

За последние 150 лет практически каждая машина бег по жидкости, которую мы весьма сбивчиво называем газом.Но в следующие 150 лет многие люди думают, что автомобили будут работать на настоящем газе: водород. Теоретически запустить автомобили на водороде — отличная идея: это самый простой способ. и наиболее распространенный химический элемент, и он составляет подавляющее большинство (что-то вроде трех четвертей) всей материи Вселенной. Тогда хватит всем! Но есть загвоздка: тыкайся в воздухе вокруг вас, и вы не найдете много водорода — только около одного литр водорода на каждый миллион литров воздуха. (В натуральном выражении это то же самое, что случайно найти около двух литров воды перепутал в каждом олимпийском бассейне полный).Так откуда же взяться всем огромным облакам водорода, чтобы управлять нашим глобальным автопарком? Нам нужно будет сделать его самим из воды, волшебного вещества, которое покрывает 70 процентов поверхности Земли, частично состоит из водорода. Разделите старый добрый h3O на части, и вы получите h3 (водород) и O2 (кислород). Как ты это делаешь? С электролизером!

Электролизеры и электролизеры

Электролизер — это часть электрохимического аппарата (что-то который использует электричество и химию одновременно), предназначенный для выполнять электролиз: расщеплять раствор на атомы, из которых он состоит, пропуская через него электричество.Электролиз был впервые был введен в 18 веке британским химиком сэром Хамфри Дэви. (1778–1829), который использовал примитивную батарею под названием Гальваническая свая открыть ряд химических элементов, включая натрий и калий.

Электролизер немного похож на аккумулятор, работающий в обратном направлении:

В батарее химикаты упакованы в герметичный контейнер с двумя электрические клеммы погружаются в них. При подключении клеммы в цепь, химические вещества вступают в реакцию внутри контейнер и производят электричество, которое течет по цепи.(Подробнее об этом читайте в нашей основной статье об аккумуляторах.)
В электролизере вы помещаете раствор в емкость и окунаете два клеммы в него. Вы подключаете клеммы к аккумулятору или другому источник питания и пропускать электричество через раствор. Химическая происходят реакции, и раствор распадается на атомы. Если раствор, который вы используете, — это чистая вода (h3O), вы обнаружите, что она быстро распадается в газообразный водород (на отрицательном электроде) и газообразный кислород (на положительный электрод).Их относительно легко собрать и хранить газы для использования в будущем.

Фото: Демонстрация водородной энергии. Свет (от Солнца) попадает в солнечную батарею (синий прямоугольник слева), делая электричество. Электролизер использует эту электрическую энергию для разделения воды на кислород и водород. (собраны в пробирки в середине рисунка). Затем водород подается в топливный элемент (металлический ящик справа), производящий электричество и зажигает лампу (справа). Фотографии Уоррена Гретца любезно предоставлены Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Как работает электролизер?

Вот как очень простой электролизер производит водород из воды:

Аккумулятор соединяет положительную клемму (иногда называемую анодом) с отрицательной клеммой (или катодом) через электролит. В простом лабораторном эксперименте электролитом может быть чистая вода. В реальном электролизере производительность значительно улучшается за счет использования твердой полимерной мембраны в качестве электролита, которая позволяет ионам перемещаться через нее.
При включении питания вода (h3O — показаны здесь как две красные капли, соединенные с одной зеленой) распадается на положительно заряженные ионы водорода (атомы водорода без электронов показаны красным) и отрицательно заряженные ионы кислорода (атомы кислорода с дополнительными электроны, показаны зеленым).
Положительные ионы водорода притягиваются к отрицательному полюсу и попарно рекомбинируют с образованием газообразного водорода. (h3).
Аналогичным образом отрицательные ионы кислорода притягиваются к положительному выводу и попарно рекомбинируют там с образованием газообразного кислорода. (O2).

Почему топливные элементы так долго завоевывают популярность?

Фото: Может пройти некоторое время, прежде чем насосы для заправки водородом станут обычным явлением. Фото любезно предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА.

« На протяжении десятилетий водород был Дракулой автомобильного топлива: когда вы думаете, что ставка прошла через его сердце с нулевым уровнем выбросов, технология восстает из могилы».
Лоуренс Ульрих
The New York Times, апрель 2015 г.

Люди провозглашали топливные элементы следующим большим достижением в области энергетики. поставляет с 1960-х годов, когда космический корабль Аполлона ракеты впервые продемонстрировали практичность этой технологии. Четыре десятилетия спустя на наших улицах почти нет автомобилей на топливных элементах — из-за множества причины. Во-первых, мир настроен на производство бензиновых двигателей за счет миллион, поэтому они, естественно, намного дешевле, лучше протестированы и многое другое надежный. Купить обычную машину можно за несколько тысяч. долларов за фунт, но до недавнего времени автомобиль на топливных элементах обошелся бы вам в сотни тысяч долларов. тысячи.(«Относительно доступный» автомобиль Toyota Mirai наконец стал широко доступен в 2016 году. по цене чуть менее 60 000 долларов США, что вдвое превышает цену его гибрида Prius. Отчасти поэтому некоторые автомобили на топливных элементах доступны только в лизинг. распоряжения. В 2020 году автомобиль Honda Clarity Fuel Cell можно будет сдать в аренду за относительно низкую плату. скромные 379 долларов в месяц.) Стоимость — не единственная проблема. Также есть массивная нефтяная экономика для поддержки бензиновых двигателей: есть гаражи везде, где обслуживают бензиновые автомобили и заправочные станции повсюду, чтобы снабдить их топливом.Напротив, почти никто ничего не знает об автомобилях на топливных элементах, и в них практически нет заправки станции подачи сжатого водорода. «Водородная экономика» — это далекая мечта.

Легко увидеть, как может работать мир, полный водородных автомобилей. У нас было бы много заводов по производству электролизеров по всему миру, производящих водородный газ из воды. Теперь газы занимают гораздо больше пространство, чем жидкости или твердые тела, поэтому нам нужно превратить водород газ в жидкий водород, что упрощает транспортировку и хранение, сжав его до высокого давления.Затем мы транспортировали водород на заправочные станции («водородные станции»?) где люди могли бы заправлять его в свои автомобили, которые работали бы на топливных элементах вместо обычных бензиновые двигатели.

Беда с водородом

Но вы видите проблему? Для производства водорода электролизом используется энергия — и довольно много: мы должны использовать электричество для разделения воды. Если мы будем использовать обычные солнечные батареи для обеспечения этого электричества, их эффективность может составить около 10 процентов. в то время как электролизер может иметь КПД 75 процентов, что дает жалкую общую эффективность всего лишь 7.5 процентов. Это довольно плохой старт — и это только старт!

Мы также используем энергию для транспортировки водорода и его сжатия (превращая газообразный водород в жидкость), чтобы автомобили могли перевозить его в своих резервуарах, чтобы отправиться куда угодно. Это настоящая проблема, потому что плотность энергии водород (количество энергии, которое он несет на единицу своего объема или массы), равно только около пятой части бензина. Другими словами, вам нужно в пять раз больше, чтобы зайти так далеко. (при условии, что ваш водородный автомобиль тяжелый, как ваш бензиновый, что может быть не так — потому что бензиновым автомобилям нужны тяжелые двигатели и трансмиссии).Другая проблема в том, что водород трудно хранить в течение длительного времени, потому что он чрезвычайно крошечные молекулы легко утекают из большинства контейнеров, а поскольку водород легковоспламеняющийся, утечка может вызвать ужасные взрывы.

И затем, конечно, есть все недостатки на противоположном конце процесса, когда топливный элемент Автомобиль превращает водород обратно в электричество, чтобы приводить в действие электродвигатели, приводящие в движение его колеса.

Водород не является топливом

« …водород — это разрекламированная подножка … Водород — не чудесный источник энергии; это просто энергоноситель, как аккумулятор. И это довольно неэффективная энергия носитель, с кучей практических недоработок ».
Профессор Дэвид Маккей
Устойчивая энергетика без горячего воздуха

Водород сам по себе не является топливом, а просто средством транспортировки топлива, полученного в результате какого-либо другого процесса. Так что лучше сравнить с батареями (еще один способ упаковки и транспортировки энергии) чем бензин (настоящее топливо).В целом, современные водородные автомобили значительно менее эффективны, чем лучшие электромобили, работающие от батарей, и часто менее эффективны, чем обычные автомобили с бензиновым или дизельным двигателем! Мы могли бы использовать солнечные элементы для электролиза воды «для бесплатно », но мы могли бы с таким же успехом хранить ту же энергию в батареях и использовать их для питания наших автомобилей. Автомобили на топливных элементах звучат многообещающе, но если автомобили с аккумулятором действительно лучше, водород может оказаться дорогим. отвлечение от важного дела по переключению мира с ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии.

Все эти проблемы, подытоженные, объясняют, почему сторонники аккумуляторных автомобилей, такие как Илон Маск из Tesla, любят высмеивать водород. автомобили как «автомобили для дурацких камер».

Но и у водорода есть свои плюсы!

Так почему люди до сих пор ищут топливные элементы? Потому что, как утверждают их сторонники, у них есть множество преимуществ перед другими технологиями в области электроэнергетики. Если на зарядку автомобиля с батарейным питанием может уйти от получаса до целой ночи, вы можете заправить водородный автомобиль всего за пять минут — так же быстро, как вы можете заправить бензобак обычного автомобиля.Запас хода автомобилей с батарейным питанием также был предметом разногласий. Современные модели теперь заявляют, что могут проехать сотни километров или миль без подзарядки, но не все из них справляются с этим; это зависит от того, сколько энергии вы используете для других целей во время вождения; и дальность действия снижается по мере старения аккумулятора. Автомобили на топливных элементах, напротив, имеют такой же запас хода, что и обычные газовые автомобили, хотя их характеристики ухудшаются с возрастом. В то время как аккумуляторные технологии, возможно, лучше всего работают в небольших автомобилях, топливные элементы одинаково хороши для больших автомобилей и грузовиков.Некоторые из этих вещей могут измениться со временем по мере развития и развития двух конкурирующих технологий — водородных топливных элементов и аккумуляторных батарей.

Что-нибудь, кроме масла?

Таким образом, до тех пор, пока масло не станет дороже, у автомобилистов будет мало или нет стимула переходить на автомобили на топливных элементах. Даже тогда есть соперник технологии, которые могут остановить распространение автомобилей на топливных элементах. Мы могут придерживаться двигателей внутреннего сгорания, но питать их биотопливом. Или может оказаться более эффективным строить электромобили с бортовыми аккумуляторами, которые заряжаются на дома.Или, возможно, массовый переход на гибридные автомобили с бензиновыми двигателями. и электродвигатели, увеличат мировые запасы нефти на достаточно долгое время для нас придумать совершенно новую технологию — возможно, даже атомные автомобили! Никто не знает, что нас ждет в будущем, но одно можно сказать наверняка: нефть будет играть в нем гораздо меньшую роль. Чем раньше мы обнимемся альтернативы — электромобили на батареях, биотопливо, топливные элементы или что-то еще — тем лучше.

Если вам понравилась эта статья …

… вам могут понравиться мои книги. Мой последний Breathess: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

Министерство энергетики США: Транспортные средства на топливных элементах: Руководство правительства США по плюсам и минусам автомобилей на топливных элементах, включая то, как они работают, что в них хорошего и плохого, и какую экономию топлива можно ожидать. Есть также видео тест-драйва некоторых современных автомобилей на водородных топливных элементах.
Калифорнийское партнерство по топливным элементам: Промышленное лобби, продвигающее использование технологии топливных элементов. На сайте много полезной справочной информации.
Водородная экономика: всестороннее введение в Википедии о плюсах, минусах и практических вопросах, связанных с использованием водорода в качестве альтернативы ископаемому топливу.
Национальный исследовательский центр топливных элементов, Калифорнийский университет в Ирвине: хорошая отправная точка для получения более подробной технической информации.

Статьи

Toyota раскрывает план по превращению грузовиков в экологически чистые «силовые установки» Джиллиан Амброуз, The Guardian, 17 сентября 2020 года.Грузовики Toyota со встроенными топливными элементами могут работать как мобильные электрогенераторы.
для развертывания гибридов топливных элементов / аккумуляторов в качестве грузовиков для доставки с нулевым выбросом, Мария Галлуччи, IEEE Spectrum, 24 августа 2018 г. Грузовики для доставки топливных элементов начинают появляться в экологически чистой Калифорнии.
Сначала появились водородные автомобили. Теперь заправочные станции Нила Э. Будетта. The New York Times, 18 мая 2017 года. Если великая водородная экономика когда-либо собирается взлететь, нам понадобится намного больше водородных станций.
Почему в автомобильном будущем будут доминировать топливные элементы Скотт Самуэльсен, IEEE Spectrum, 5 декабря 2016 г. Энтузиаст топливных элементов отвечает критикам страстной защитой технологии.
Битва автомобилей с нулевым уровнем выбросов: водородные или электрические? пользователя Руперт Вингфилд-Хейс. BBC News, 8 июня 2015 года. Toyota, пионер гибридных автомобилей, теперь делает ставку на водородные топливные элементы как на способ увеличения диапазона электромобилей.
«Автомобили на водородных топливных элементах» возвращаются для очередного пробега, автор — Лоуренс Ульрих.The New York Times, 16 апреля 2015 г. Почему автопроизводители снова обращаются к топливным элементам.
Портативная солнечная электростанция очищает воду, производит водород, Вилли Джонс, IEEE Spectrum, 20 октября 2010 г. Новое изобретение для оказания помощи при стихийных бедствиях позволяет очищать воду, генерировать электричество и производить водород с помощью бортового электролизера и топливного элемента.
Наследие Аполлона на топливных элементах Ричарда Холлингема. BBC News, 16 июля 2009 г. Краткий обзор автомобилей на топливных элементах и того, как они были вдохновлены ракетно-космическими технологиями.
Керамические топливные элементы от Дункана Кларка. The Guardian, 13 июля 2009 г. Как топливные элементы могут быть использованы для производства электричества в доме.
Toshiba разрабатывает крошечный топливный элемент: BBC News, 24 июня 2004 г. Топливные элементы могут питать как небольшие приборы, так и автомобили.

Книги

Топливные элементы и водородная экономия

Электролизеры и ионный обмен

Патенты

Патент США 7,241,950: Электролиз воды на солнечных батареях для получения водорода и кислорода, автор Qinbai Fan и др., Институт газовой технологии, 10 июля 2007 г.Современный высокоэффективный электролизер на солнечной энергии.
Патент США 1 495 681: Электролизер для производства водорода и кислорода, Джакомо Фаузер, 27 мая 1924 г. Относительно простой водородно-кислородный электролизер начала 20 века.

Деятельность

[PDF] Работа с топливными элементами НАСА: Отличная небольшая активность для 5–12 классов. Вы можете построить автомобиль на топливных элементах и заправить его водородом, полученным путем расщепления воды.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Подписывайтесь на нас

Поделиться страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис.(2008/2018) Топливные элементы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/fuelcells.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Новая технология делает возможными домашние водородные заправочные станции — Naratek

Совместно с дочерней компанией GRZ Technologies, EPFL разработала инновационный водородный компрессор. В В основе изобретения лежит гидрид металла ZrMn1,5. Материал может хранить водород без необходимости подавать энергию.Когда он является нагретый, гидрид металла снова выпускает газ — при очень высоком давлении до нескольких сотен бар.

EPFL использует этот материал свойство сжимать природный газообразный водород и, таким образом, сжижать его. Только в таком виде можно залить мощный энергоноситель в бак транспортного средства для использования в качестве топлива.

Использование в частном хозяйстве

В отличие от обычных компрессоров, технология предназначена для обеспечения производства и экономичности использование компактных компрессоров, подходящих для домашнего использования.

Это означает, что водород может быть сжатие экологически безопасным способом практически в любом месте — даже в частных домах, говорит Андреас Цюттель, профессор EPFL Лаборатория материалов для возобновляемых источников энергии. В сочетании с производством водорода с помощью электролиза — то есть расщепления воды с использованием излишков электроэнергии от возобновляемые источники — это позволило бы реализовать частный водород заправочные станции.

EPFL и дочерняя компания GRZ Technologies сотрудничает с международной компанией Messer. Группа продвигает коммерциализацию металлогидридной технологии.«Видение заключается в том, что люди, у которых дома есть такая заправочная станция, будут предлагать их водород другим », — объясняет Ханс-Майкл Келлнер, генеральный директор промышленного специалист по газу Messer Schweiz. Это могло, наконец, решить проблему отсутствия сети водородных заправок, препятствовавших прорыву автомобилей на водородной основе в течение десятилетий.

Водородные автомобили обладают множеством преимуществ

Фактически, концепция имеет много Преимущества: например, в отличие от обычных видов топлива, сжигание водорода генерирует только воду, а не CO ₂.Если газ также производится с использованием вода и электричество из возобновляемых источников энергии (электролиз), полностью углеродно-нейтральный.

Также по сравнению с чисто электромобиль, автомобили на водороде имеют ряд преимуществ, так как исследователь материалов Андреас Зюттель объясняет: поскольку водород имеет более высокую плотность энергии по сравнению с батареями, это позволяет увеличить дальность действия при добавлении значительно меньший вес автомобиля.

Тем не менее, несмотря на новый Технология EPFL, по-прежнему существует серьезное препятствие, препятствующее широкому использованию водорода: сделать установку водородных заправочных станций привлекательной для частных домохозяйств, должен быть достаточно высокий спрос со стороны как можно большего числа владельцев водородные автомобили по возможности.Но чтобы такие автомобили были привлекательными для потенциальных покупателей, должно быть достаточно АЗС.

Мяч теперь в суд политиков, поясняют Ханс-Михаэль Келлнер и Андреас Зюттель. В должны быть созданы предпосылки для того, чтобы этот экологически чистый технологии, чтобы совершить прорыв. Посыл для политиков ясен: «Продвигайте частные водородные заправочные станции».

Как построить водородный генератор для работы вашего автомобиля на воде

Многие люди интересовались, как построить водородный генератор для работы вашего автомобиля на воде, потому что современное общество сосредоточено на чистой прибыли, общей картине и кто сможет идти в ногу с Джонсом дольше всех, пока не разорвется бумажник.Все мы знаем, что этим правительством управляют нефтяные компании. Они защищают их нашей жизнью, но что происходит, когда нам больше не нужна их нефть или, по крайней мере, большая ее часть? Это означает, что борьба за запасы нефти истощается, с ней идет ненужное число погибших, и мы наконец можем стать свободными и справедливыми. Однако пока этого не произойдет, мы застряли.

Нефтяные компании ненавидят покупать электромобили или гибриды, им не нравятся альтернативные виды топлива, такие как растительное масло, вода или этанол. Так что же нам тогда делать? Мы делаем то, что делали наши предки — сопротивляемся.Их не устраивали налоги, поэтому они выпили чаю за бортом в Бостоне — мы перестаем использовать газ и нефть в максимально возможной степени. Гибриды дороги, потому что они хотят удержать нас от покупки, пока они не придумают, как на них заработать.

Водород может стать следующим большим достижением, и я смог построить водородный генератор менее чем за 125 долларов! И все, что мне нужно было сделать, это спуститься в Home Depot — в результате мои счета за бензин в моей машине были разделены пополам. К сожалению, вы не можете отказаться от двигателя внутреннего сгорания в автомобиле — водородный генератор дополняет его, делая ваш автомобиль более эффективным за счет использования бензина.Увеличивается расход бензина, вы сжигаете меньше топлива и вот она: экономия.

Чтобы построить водородный генератор, вам понадобится подробное руководство, необходимые инструменты и некоторые технические ноу-хау. Мне не разрешено разглашать что-либо слишком подробно, поскольку у изобретателей была бы моя шкура или шкура сервера, на котором размещена эта статья. Однако основная «идея» не защищена авторским правом.

Емкость, пусть и небольшая, плотно устанавливается в моторном отсеке. Он наполняется водой и небольшим количеством пищевой соды.Другие соединения в конечном итоге приведут к воде с помощью аккумуляторных кабелей, поэтому, когда автомобильный аккумулятор попадает в воду с пищевой содой, происходит химическая реакция, когда молекулы воды разрываются на то, что ученые называют «газом Брауна». Газ Брауна использует вакуум двигателя, чтобы попасть в коллектор двигателя, а затем в двигатель, где он смешивается с обычным бензином. Это заставляет бензин сгорать более плавно и эффективно — если хотите, полное сгорание.

Не волнуйтесь — нет никакого вмешательства в двигатель или компьютер, и это устройство работает с системами впрыска топлива, а также с автомобилями последних моделей, в которых используются карбюраторы.