Альтернативный источник энергии - Водород!

Важнейшей проблемой энергетики, над которой сейчас бъются лучшие умы человечества, стала проблема изыскания новых источников энергии: водород, спирт, биотопливо, природный газ, электричество, энергия ветера, солнечного излучения.

На человечество надвигается энергетический кризис. И такие источники энергии как уголь, нефть, газ уменьшаются стремительно и очень медленно восполняются. С каждым годом добыча этих полезных ископаемых непрерывно увеличивается. Хоть их количества и хватит лет на 30-40, ученые уже сейчас исследуют возможные варианты их замены.

  Самый перспективный, пожалуй, из всех видов источников энергии будущего это водород, способный решить многие экологические проблемы.

Его уникальность как источника энергии очевидна.

  Во-первых, водород самый распространенный элемент на земле. Он может участвовать в круговороте энергии сколько угодно: соединяясь с кислородом в топливном баке, он превращается в воду и вырабатывает электроэнергию, а затем снова выделяется из воды, для производства энергии. Как видим, водорода на земле – море, в прямом и переносном смысле.

  Во-вторых, водородное топливо не выделяет токсичных веществ. Электромобили, работающие на водородном топливе, не загрязняют окружающую среду, а значит, экологически безопасны. Ведь в соединении водорода с кислородом в топливной ячейке образуется вода. В то время как в привычных бензиновых и дизельных двигателях кроме энергии образуется букет токсичных веществ, вредные для человека и живой природы. Автомобильный транспорт  продолжает  оставаться самым крупным источником негативного воздействия на окружающую среду. В суммарном объеме выбросов в Москве на долю автотранспорта приходится более 80 процентов, с каждым годом эта цифра прогрессивно увеличивается.

  В-третьих, его экономичность. Одного резервуара с водородом объемом 3500м в кубе хватало бы для снабжения энергией в течение целого года небольшого городка с 20-ти тысячным населением. Большая экономическая польза в сравнении с современными ГЭС.

На электромобиле с 10 кг водорода можно проехать столько же километров сколько и на 30 кг бензина. Водород можно использовать и транспортировать в любом состоянии: жидком, твердом и газообразном.

Еще один метод создания энергии  - это сжигание водорода в двигателях внутреннего сгорания. Основным отличием двигателя внутреннего сгорания от бензинового двигателя состоит в способе подачи воздуха и топлива в цилиндр и порядке воспламенения. В бензиновом двигателе воздух смешивается с топливом, затем смесь воспламеняется от свечей зажигания. А в двигателе внутреннего сгорания воздух подается в цилиндр отдельно от топлива, затем сжимается. От сжатия происходит мгновенный нагрев воздуха до температуры воспламенения топлива. Топливо подается в цилиндр под давлением через специальные форсунки и затем воспламеняется.

Вот только применению водорода в двс уже сегодня препятствует не окончательная его приспособленность к современным условиям.

Самыми главными проблемами использования водорода – это большие объемы для топливного бака. Для заправки автомобиля десятью килограммами водорода потребуется емкость в размерах багажника, большой массы и прочности. Кому из водителей захочется возить еще один багажник на своей ласточке? Вы скажете, можно использовать сжиженный водород, который займет привычные размеры. Но тогда надо будет поддерживать в топливном баке низкую температуру -253⁰С. Какие устройства должны сконструировать инженеры, чтобы поддерживать такую температуру сколько-нибудь длительное время? Есть еще один вариант, вспомните вы химию за восьмой класс – гидриды! Действительно, гидриды это твердые вещества – металлы, например, титан – содержащие (или способные разместить) в своей кристаллической решетке атомы водорода. Вместимость водорода в гидридах при тех же объемах топливного устройства превышает в несколько раз баллон со сжатым газом и дьюар (сосуд для хранения жидкого водорода) со сжиженным водородом. К тому же гидриды безопаснее других способов хранения и транспортировки водорода. Гидридные хранители водорода представляют собой устройство, позволяющее быстро выделять водород и поглощать его после отработки. Использование водорода из гидридов пока не представляется возможным из-за сложности устройства и большого веса таких установок.

Эти проблемы характерны больше для легковых машин, возможно в будущем такой вид топлива можно будет использовать для общественного или грузового транспорта, где размеры и массу можно принести в жертву.

Еще одной проблемой на пути создания водородного двигателя является его взрывоопасность. Нагрев водорода или попадание искры в бак грозит участникам движения воспламенением. Горение смеси водорода и кислорода сопровождается сильным взрывом.

Есть определенные сложности и препятствия на пути создания водородного двигателя. Но уже сейчас инженеры-конструкторы мировых автогигантов Ford, General Motors, Toyota, Nissan и АвтоВаз уже представили модели автомобилей с водородными двигателями.

Уже сейчас в разных странах, преимущественно в Северной Америке (США, Канада), уже строят водородные заправки для автомобилей. Водородная инфраструктура должна развиваться, однако для этого требуются большие денежные вливания. До массового производства подобных экологичных автомобилей должно пройти лет десять.

Источник: мотосервис