Самый простой элемент

a-nikonov — 27.04.2014 Для начала несколько любопытных цифирок...
Теплота сгорания:
сухих дров - 10 МДж/кг
каменного угля - 22 МДж/кг
природного газа - 34 МДж/кг
бензина - 44 МДж/кг
водорода - 120 МДж/кг

Казалось бы, вот оно - идеальное топливо! Водород надо жечь! И выгодно, и предельно экологично: в результате получается только дистиллированная вода.
Но...
Дело в том, что в бензобак можно залить 40-60 литров (считай, килограммов) бензина. А водород?
Кубометр водорода при атмосферном давлении весит 89 грамм. И это куб - метр на метр на метр, то есть 1000 литров. Газовый же баллон вмещает 50 литров - как бензобак. Ну, пускай даже 100 литров! И напрессовать туда газа можно до 300 атмосфер.
То есть получается: 8,9 г водорода, содержащегося в 100 литрах (ну, пусть для ровно счета 9 г) при одной атмосфере умножаем на 300 атмосфер. Получаем 2700 г или 2,7 кг топлива. Ну, пусть даже три килограмма. Мизер! Даже учитывая, что водород втрое теплотворнее бензина, и умножив три на три получим всего 9 условных кг. Не впечатляет.
Есть, правда, и иной способ хранения водорода - закачка его в металл. Не в металлический резервуар, а непосредственно в массив металла! Парадокс - заталкивая водород в кристаллическую решетку металла, можно в один объем металла загнать до тысячи объемов водорода! Вроде бы хорошо. Но вы представляете, сколько весит кубометр металла? Больше, чем современный автомобиль! Куб дорогущего, но очень легкого магния весит 1,7 тонны! Моя машина вместе с бензином и мною весит меньше. А запасет этот куб всего 1000х89=89000г или 8,9 кг топлива. Против сорока кг бензина в бензобаке. Тупик?
Не совсем.
Мы ведь не собираемся тупо сжигать водород в цилиндрах или турбине. Человеческий гений давно придумал топливые элементы. В них водород, окисляясь кислородом, сразу выдает электрический ток, который можно направить на электромоторы, крутящие колеса. Причем, человеческий гений все время над этим работает.


"Инженеры и ученые, работающие в Toyota, смогли снизить стоимость топливных элементов настолько, что появилась возможность выпуска серийных автомобилей, работающих на водороде, который с помощью топливных элементов превращается в электричество... Продажи водородных Toyota FCV-R, Honda FCX Clarity, Hyundai ix35 начнутся в 2015 году.

Машины на водородных топливных элементах имеют массу преимуществ перед электромобилями и обычными бензиновыми авто. Прежде всего, это абсолютное отсутствие вредных выбросов. Кроме того, у таких автомобилей больший запас хода, чем у электрических, а топливные элементы могут отдавать большую мощность, что позволяет оснастить автомобиль мощными моторами с характеристиками «запредельными» даже для бензиновых двигателей. В холодной России у машины на топливных элементах также были бы преимущества перед электрическими, поскольку топливные ячейки выделяют тепло, которое можно использовать для обогрева салона...

Специалистам Toyota удалось значительно сократить количество платины, необходимой для работы в топливных элементах. В перспективе количество платины будет сопоставимо с тем, что имеется в каталитических нейтрализаторах выхлопных газов. Поскольку машине на топливных элементах не нужны будут никакие нейтрализаторы, то платины они будут требовать не больше, чем современные. Также, японские инженеры смогли уменьшить количество топливных элементов в машине. Этого удалось достичь благодаря модификации мембраны топливной ячейки, которая теперь легче пропускает протоны и может генерировать больше энергии. Также в машину добавили аккумулятор, который накапливает энергию (на стоянке, в движении или при торможении) и снижает нагрузку на топливные элементы при разгоне. Запас хода FCV-R на одной заправке превысит 700 км, Hyundai ix35 составит чуть менее 600 км, а Honda FCX Clarity - 380 км."

Запас хода для электромобилей - камень преткновения. Они едут от розетки до розетки, поэтому никому в массе и не нужны. Машины на топливных элементах, как видите, удалось довести в этом смысле до ума. Есть, у широкой публики, однако, опасение - а не взорвемся ли, ездить верхом на баллоне с водородом все равно, что на бомбе! На это отвечают японцы:
"Что касается безопасности водородного бака, то в Toyota продемонстрировали ее наглядным образом: обстреляли из огнестрельного оружия. Большинство пуль от сверхпрочного бака FCV-R просто отскакивают. Бак удалось пробить лишь бронебойной пулей калибра .50 (12,7 мм), да и то он не взорвался, а лишь стравил газ через небольшое отверстие. По расчетам специалистов, даже при повреждении бака водородная машина не сгорит быстро и целиком, как это бывает с бензиновыми машинами, которые расплескивают бензин из треснувших баков."

Правда, есть одна закавыка...
Энергозатраты на переработку нефти в бензин составляют 14 МДж/кг (включая крекинг, реформинг и обессеривание нефти).
А вот затраты на получение водорода - 160-300 МДж/кг (в зависимости от способа получения и не учитывая затрат на сжижение). Если вы посмотрите наверх, то увидите, что энергобаланс нефти-бензина положителен, а процесса получения водорода с его последующим сжиганием отрицателен. То есть идиотичен по своей природе.
Сейчас предлагается добывать водород из природного газа. Это можно. Но это весьма странно: зачем тратить энергию на производство водорода из уже добытого газа, если можно сжигать сразу сам газ непосредственно?!. Сие касается и электромобилей, на которые так яростно дрочат эеленые и прочая гринписовская гнусь. Зачем сжигать добытое ископаемое топливо на электростанции, а потом гнать его, теряя с каждым метром по линиями электропередач до автомобиля, если можно сжечь сразу в машине без потерь на переделы и нагрев проводов?

Однако, люди, читающие мои книги, понимают, что проблема имеет решение. Они знают, откуда брать водород. Такие умницы...

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• По теме
• Архив