Электромобили находятся на подъеме, но они еще не играют значительной роли на большинстве мировых автомобильных рынков. Но даже в случае полного перехода на электромобили экологические проблемы не будут решены по ряду причин. В связи с этим ведущие автопроизводители продолжают развивать проекты на основе водородного топлива. В данной статье обобщены современные знания о том, что такое водородный автомобиль и каковы его перспективы.
На самом деле автомобили на водороде приводятся в движение электродвигателями. Проще говоря, в отличие от чисто электромобилей, батарея не получает энергию от розетки, а является результатом химической реакции с водородом.
Реакция происходит в топливном элементе. Но топливные элементы похожи на реакторы. Сам аккумулятор состоит из пары пористых электродов, анода (-) и катода (+), разделенных полимерной мембраной с тонким слоем катализатора.
Водород подается из баллона (баллона) с анода, а кислород с катода. Происходит химическая реакция. Протоны проходят через мембрану, но электроны захватываются и создают напряжение. Вырабатываемое электричество передается на электродвигатель и приводит в движение колеса. Оставшийся газ после химической реакции превращается в чистый водяной пар в соответствии с европейской концепцией «нулевых выбросов».
Развитие электромобилей, помимо концепции нулевых выбросов, означает еще и то, что они не требуют обслуживания, как мы привыкли. Больше нет необходимости менять масло или свечи зажигания в двигателе внутреннего сгорания или трансмиссии. Теоретически это положительно влияет на комфорт и эксплуатационные расходы, а также на окружающую среду.
Но есть и другая возможность: использование водорода в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Это гарантирует регулярное выполнение периодического обслуживания (ТО). В начале 2000-х инженеры BMW пошли по этому пути, превратив небольшой BMW 7-й серии в двухтопливную модель для корпоративных клиентов, что позволило ему работать на бензине или водороде.
Но в 2020 году баварцы выпустили предсерийный концепт водородного кроссовера на базе X5. Он построен по традиционному рецепту производства автомобилей на водороде, то есть без использования двигателя внутреннего сгорания.
Чтобы водородный автомобиль прошел химическую реакцию, он должен быть наполнен водородом и водород должен быть произведен заранее. Водорода в природе почти нет. Он создается в результате химической реакции. С экономической точки зрения самый дешевый способ производства водорода — это использование природного газа (пропана и метана). Для этого используют катализатор при высокой температуре (700-1000°С) и высоком давлении, а газ необходимо смешивать с паром. Но сжигание газа по-прежнему выделяет вредный углекислый газ, поэтому они борются с традиционными двигателями внутреннего сгорания.
Особую озабоченность вызывают инвестиции в сеть водородных заправок в Германии. В 2015 году Air Liquide, Linde, OMV, Shell и Total создали совместное предприятие H2 MOBILITY Deutschland GmbH & Co. в Берлине. Кроме того, KG выделила 400 миллионов евро на реализацию проекта. Помимо топливных компаний, в проекте также участвовали Daimler, BMW, Volkswagen, Honda и Toyota. Помимо H2 Mobility Deutschland, Партнерство по чистой энергии (CEP) разрабатывает водородное топливо в Германии.
Конечные пользователи меньше заботятся об окружающей среде и больше о характеристиках своих автомобилей. Самыми универсальными транспортными средствами в жизни являются автомобили, оснащенные двигателями внутреннего сгорания. Он может работать на максимальной дальности и температуре и может быть перезаряжен за считанные минуты.
С другой стороны, электромобили по-прежнему страдают от многих ограничений, таких как запас хода и количество зарядных станций, а также время зарядки и время работы в холодных регионах.
Кроме того, водородные автомобили плохо заводятся при низких температурах. Сообщается, что в ходе недавних предсерийных испытаний Hyundai Nexo заводился без проблем даже при минус 6 градусах Цельсия. Однако в 2006 году разработчики Chevrolet Equinox заявляли, что она может опускаться до минус 25 градусов по Цельсию, но экспериментально это не подтвердилось. Однако, в отличие от электромобилей, водород можно зарядить за 3-5 минут. Конечно, полный привод не идеален, если только мы не хотим всегда ставить отдельный электродвигатель на обе оси. Промышленность занимается разработкой альтернативных видов топлива давно, с начала прошлого века. На данный момент инженерам не ясно, как будут выглядеть автомобили будущего и какими источниками энергии они будут питаться. Японская Toyota предпочитает водород, в то время как немецкая BMW считает, что ни одна из будущих технологий не станет основной, и что к 2050 году инвестиции в обе технологии будут расходиться. Это вынуждает не только производителей автомобилей, но и газовые и нефтяные компании исследовать другие технологии.
