Автомобиль на водородных элементах — особенности и перспективы

Автомобильные компании еще только доводят свои электромобили до уровня промышленного производства.

В компаниях стремятся увеличить запас автономности машин до приемлемого уровня, снизить стоимость моделей. Одновременно многие фирмы ведут параллельную работу над конструкцией с использованием водорода, как источника энергии.

Противоречия и предпосылки для разработки автомобилей на водородных топливных элементах

Считается, что водород (H), как первый элемент в таблице Менделеева, является неиссякаемым источником энергии. При его использовании отсутствует вред экологии, поскольку на выходе образуется в незначительных количествах вода. Для сравнения, производство электромобилей требует расходов с учетом создания емких батарей, которые имеют ограниченный срок использования.

По возможной концепции автомобили на водородном топливе могут создаваться по двум направлениям:

1. С использованием в основе двигателя внутреннего сгорания. В этом случае водород используется как топливо для сжигания и получения энергии традиционным способом.
2. С созданием водородных топливных элементов. Такая концепция предполагает получение электрического тока для питания электромотора на приводных колесах.

В первом случае опасность хранения водорода в резервуаре связана с высоким давлением. Вещество хранится в жидком состоянии, при показателе «P» равным 700 bar. Первая задача производителя - сохранение герметичности резервуара в любых условиях. Ведь при взаимодействии водорода с воздухом (или кислородом) протекает неконтролируемый процесс горения (образуется гремучий газ).

Вторая технология не предполагает процесса горения. Взаимодействие водорода с кислородом происходит в топливных элементах, а выработанная энергия питает электрический двигатель.

Разработки мировых компаний

Сегодня продолжаются активные исследования по совершенствованию существующих конструкций. Перспективными являются электромобили, работающие по второму принципу - на топливных элементах.

Первые модели с двигателем внутреннего сгорания появились еще в 2007 году. Тогда концерн BMW представил модель Hydrogen 7. На одной заправке машина могла проехать:

• на запасе жидкого водорода (8 кг) - до 300 км;
• на бензине (74 л) - до 480 км.

Машина 12 лет назад была произведена в количестве 100 экземпляров. Годом позже появилась версия авто только с баком для водорода.

По такому же принципу работает Mazda RX-8 hydrogen. Но электромобиль на водородных топливных элементах признан более перспективным направлением. Не случайно Toyota начала научное сотрудничество с университетом в Шанхае по совершенствованию водородных топливных элементов.

Перспективность моделей на топливных элементах

Современным автомобилем с нулевым выбросом признана модель Toyota Mirai. Запас хода на одной «заправке» находится на уровне 500 км. На одно пополнение запасов топлива требуется 5 минут. В штате Калифорния уже действует около 50 специальных заправочных станций.

Среди перспективных разработок выделяются модели компании Hyundai:

• модель Nexo на топливных элементах (запас хода до 800 км) - представлена в 2018 году;
• машина Intrado с ДВС на водороде с запасом хода до 600 км - выпускается с 2014 года.

Подсчитано, что в стоимость 1 километра на электромобиле обходится почти вдвое дешевле по сравнению с машиной, где двигатель работает на ископаемом топливе. А машины на водородных топливных элементах при развитии сети станций и технологий будут еще экономичнее. При этом вред экологии полностью отсутствует, а запасы топлива неисчерпаемы.