Водень в автомобілях: Небезпеки і складності використання

Плюси і мінуси використання водню в якості автомобільного палива Початок 21-го століття, як і саме...
І нарешті останніми, які очолюють наш список мінусів водневих технологій є: - смертельні небезпеки,...
Чи справді водень на стільки небезпечний?
І наостанок: -самі відомі водневі автомобілі сучасності:
Mercedes-Benz F-CELL
Toyota Mirai
BMW Hydrogen 7
Mazda RX-8 hydrogen

Плюси і мінуси використання водню в якості автомобільного палива
Наши партнеры ArtmMisto
Початок 21-го століття, як і саме початок XX століття, також вважається часом змін . Знову перед населенням нашої Планети замаячила технологічна революція і знову головне місце в ній займають, як і завжди - автомобілі. Як і сто років тому швидкими темпами почали розвиватися альтернативні види транспорту, не пов'язані зі звичними нам двигунами внутрішнього згоряння. Все частіше можна побачити на дорогах світу автомобілі гібриди, які приводяться в рух електродвигуном і ДВС. У розвинених країнах світу і Європи все частіше входять в ужиток електрокари. Ще зовсім недавно, якихось 7 - 10 років тому, вчені та інженери пророкували таким машинам з ДВС велике майбутнє, працюють на найпоширенішому елементі в нашій всесвіту - водні. Все це людство вже проходило на початку минулого століття. А тому, заново і знову підтверджує свою актуальність поширене по всьому білому світу вислів: «Все нове - це добре забуте старе».
Зараз наша Планета переживає нову кризу, - нафтовий. Тільки пов'язаний він не з дефіцитом чорного золота став на 100 років локомотивом розвитку всього людства, а з перенасиченістю даного виду товару на ринку. Це може бути і є той перший сигнал говорить нам про те, що «Нафтової століття» підходить до свого кінця. Як кажуть, - кам'яний вік закінчився не тому що закінчилися камені. Тому нам так важливо сьогодні розвивати запасний план (запасне джерело знергіі, для авто в тому числі) на випадок, якщо ...
21 століття в автомобільному світі буде століттям поширення технологій майбутнього. Але не всім новим технологіям судилося виграти в цьому природний добір.
І так, приступимо. Менше десяти років тому єдиною реальною альтернативою викопним видам палива був по суті водень. Пройшли роки, а ніяких серйозних зрушень в цьому напрямі так зроблено і не було. Навпаки, аутсайдер того часу тобто електрокар, з пішаків, перейшов в дамки, з появою автомобіля Tesla і розробкою дуже надійних і прогресивних акумуляторів, з яких всім стало ясно, що електричні автомобілі - це всерйоз і надовго.
Чому так сталося? Адже водневий ДВС був практично ідеальним способом приводити в рух автомобіль . Він не вимагав великих вкладень в розробку нового агрегату (водень може використовуватися в якості палива в звичайному двигуні внутрішнього згоряння). За даними статистики , В разі використання водневого палива потужність мотора впаде з 82 - до 65%, в порівнянні зі звичайним бензиновим мотором. Але внісши невеликі зміни в саму систему запалювання, потужність того ж двигуна відразу збільшиться до 118%.
Перший плюс ДВС працює на водні: -необхідних мінімальні зміни в конструкції двигуна для того, щоб мотор перевести на новий вид палива
Екологічність такого виду палива теж не піддається сумнівам. Остання серійна розробка японської автомобілебудівної корпорації "Toyota" довела, що «вихлоп» водневого автомобіля можна ... по-просту пити. Це лмчно продемонстрував один закордонний автожурналісти. Він зробив кілька ковтків води надходить прямо з вихлопної труби автомобіля Toyota Mirai , І тут-же сказав, що на смак дана вода цілком собі навіть нічого, справжня дистильована, без домішок.
Другий плюс цих ДВС - екологічність. Ніякого забруднення навколишнього середовища шкідливими викидами в атмосферу. Значить, зведення до мінімуму цих парникових газів і порятунок нашої прекрасної Планети. Ось до чого може привести використання цього виду палива.
Наступний фактор про водневих двигунах (його побічно можна вважати таким). Історично так склалося, що воднем заправляли ще "автопіонеров" серед ДВС. Перший такий водневий двигун був побудований французьким конструктором Франсуа Ісаак де Ріваз аж в 1806 році.
Не забудемо і ті героїчні часи історії Нашої з вами країни. У блокадному Ленінграді на водень було переведено понад 500 автомобілів. І вони без особливих проблем несли свою непросту але потрібну службу.
Виходить, що водень, як паливо для спалювання в ДВС, використовують уже досить давно. Значить і особливих проблем у створенні сучасного автомобіля не повинно просто бути.
Четвертий важливий чинник говорить за доцільність використання речовини з формулою H2- це його колосальна поширеність на планеті. H2 (водень) можна отримувати навіть з відходів і стічних вод.
Часто зустрічаються в природі речовини досить дешево коштують. Значить і водневе паливо не повинно бути дорогим.
П'ятий фактор. - Водень може використовуватися не тільки в ДВС. технології також дозволяють застосовувати його в так званому "паливному елементі".
паливний елемент відокремлює один електрон в атомі водню від одного протона і використовує електрони для отримання електричного струму. Це електрику здатне живити двигун в електрокарі . У самих паливних елементах також не використовується викопне паливо, тому такі (паливні елементи) по-просту не забруднюють навколишнє середовище. І головне достоїнство - вони безпечні, водень не може сам по собі мимоволі випарується з них. Здавалося б, просто ідеальний наступник двигуну внутрішнього згоряння в якості джерела енергії для автомобілів 21-го століття.
Використання водню може відбуватися в різних силових установках, роблячи його таким чином більш гнучким до розвитку технологій. Розробляються сучасні водневі автомобілі в основному використовують цю дану схему, як найбільш безпечну і продуктивну.
Не мало плюсів, чи неправда друзі? І вони все дуже навіть вагомі. Але чому тоді досі ми не бачимо мільйони водневих самохідних екіпажів навколо нас по всій планеті? На те є свої певні причини, і вони також дуже сьогодні важливі.
Дивіться також: Десять найдивніших джерел енергії для автомобільних двигунів

Давайте розглянемо деякі з причин, в тому числі серйозні небезпеки, які можуть бути пов'язані з водневої енергетикою.

Перший мінус. -Так, це правда, водень найпоширеніший елемент у всьому Всесвіті, проте на самій Землі в чистому вигляді газоподібний водень знайти сьогодні практично неможливо. Цей газ надзвичайно легкий. Тому в чистому вигляді він дуже швидко (майже моментально) піднімається до верхніх шарів атмосфери і йде далі в безповітряний простір.

У переважній більшості випадків атоми водню пов'язані з іншими типами атомів в різноманітні молекули, які утворюють після цього різні речовини. Ось наприклад, H2O, більш відома нам усім, як вода, або той же СН4, також відомий, як метан, обидва ці елементи містять в собі молекули водню.

Дивіться також: Справжні радіаційні небезпеки в нашому довкіллі

Тому виходить, перш ніж водень може бути використаний в якості альтернативного палива , Він спочатку повинен бути витягнутий з цих самих речовин, а потім вже переведений в особливий стан, тобто як правило, в той самий скраплений і необхідний нам вид.

На всі ці дії будуть потрібні дуже великі витрати енергії, а значить і колосальні матеріальні засоби. Наприклад, для отримання H2 (водню) з води за допомогою електролізу потрібна велика кількість електроенергії, що на даний момент просто нерентабельно. За різними підрахунками вартість 1 літра зрідженого водню становить приблизно від $ 2 доларів і до 8 Євро, в залежності від способу його видобутку.

Наступною ланкою в ланцюжку під номером два йде: -відсутність розвиненої структурної мережі самих водневих заправок. Вартість обладнання для таких заправних станцій в рази вище, ніж у звичайної АЗС. Існує різні проекти для водородозаправляющіх станцій, як від класичних АЗС, так і до приватних мінізаправок. При сьогоднішньому розвитку суміжних технологій всі ці проекти надзвичайно дорогі і щодо небезпечні.

Розвиток мережі водневих заправок справа майбутніх десятиліть. Саме стільки має пройти часу, щоб вартість їх будівництва була доцільною.

Чи існують небезпеки, які пов'язані з наявністю великої кількості чистого водню, що скупчився в одному місці? Безумовно існує. Коли рідкий водень зберігається в резервуарах, це безпечно, але варто йому просочиться в навколишнє середовище, як він моментально перетворюється в гримучу суміш (гримучий газ).

Водневий автомобіль BMW: Прототип

В плюсах ми вже відзначили, що воднем можна заправляти автомобілі зі звичайним двигуном внутрішнього згоряння (в домашніх умовах не повторювати! НЕБЕЗПЕЧНО !!!), але проте, цей звичайний двигун пропрацює на чистому водні недовго. Він швидко зламається. При згорянні водневої суміші виділяється більша кількість тепла, ніж при згорянні того ж бензину, а це може привести під високими навантаженнями до перегріву клапанів і поршнів двигуна. Крім цього, під впливом високих температур H2 (водень) може впливати на саму мастило в двигуні і на матеріали з яких зроблений мотор, що неодмінно призведе до підвищеного зносу робочих частин агрегату.

Звідси ми робимо невтішний висновок: -без дуже дорогої модернізації ДВС, яка повинна пристосувати мотор до роботи на цьому виді палива, використання водню як палива не призведе до очікуваного результату.

А поки всі побудовані об'єкти для заправки автомобілів воднем швидше за все використовуються в якості рекламного ходу і для демонстрації можливостей майбутнього.

Паливні комірки стоять на третій позиції в якості мінусів. Ці начебто безпечні елементи теж не уникли тернистого шляху методу проб і помилок. Як і з тими ж заправними станціями і з тими ж двигунами ДВС, все впирається саме в вартість застосовуваних на даний момент технологій.

Наведемо один приклад. В якості каталізатора в цих паливних елементах використовується на даний момент платина. А тепер уявляєте друзі вартість такої деталі ?!

А тепер уявляєте друзі вартість такої деталі

Деякі технології для ДВС настільки дороги, що простіше купити дружині платинове кільце з діамантом, ніж замінити зламану деталь в водневому автомобілі.

Хороша новина в цьому досить дорогому справі полягає в тому, що вчені безперервно день-з-дня шукають заміну цьому дорогоцінному металу. Розробляються все нові технології, проходять тестування нові сучасні матеріали. В кінцевому підсумку вчені сподіваються, що "паливні елементи майбутнього" можуть істотно знизити собівартість сьогоднішніх елементів в 1000 разів і більше.

І нарешті останніми, які очолюють наш список мінусів водневих технологій є: - смертельні небезпеки, пов'язані з рідким і газоподібним воднем.

І нарешті останніми, які очолюють наш список мінусів водневих технологій є: - смертельні небезпеки, пов'язані з рідким і газоподібним воднем

Очолює остаточний список проблем - саме загоряння водню. У присутності окислювача, тобто кисню, водень може сам по-собі просто спалахнути. Іноді таке загоряння відбувається у вигляді вибуху. Відповідно до проведених досліджень було встановлено, що для займання водню достатньо всього однієї 10 (десятої) частинки енергії, що потрібно для займання бензину. Простіше кажучи можна сказати, що достатньо лише маленької іскри від статичної електрики, щоб цей гримучий газ спалахнув.

Ще одна проблема криється в тому, що це полум'я водню майже невидимо. При загорянні водню полум'я настільки тьмяно, що з ним не так-то просто боротися (впоратися).

Це цікаво: 5 «зелених» технологій через які ми не розуміємо, чому бензин досі такий популярний

А ось друзі ще одне летальну властивість водню: -він може привести до задухи. H2 звичайно не отруйний, але, якщо ви почнете дихати чистим воднем, то можете просто задихнутися і все тому, що будете просто-напросто позбавлені звичайного кисню. І гірше того, розпізнати, що концентрація водню в повітрі дуже висока просто неможливо, так як він зовсім не бачимо і не має запаху, так само як і сам кисень.

І нарешті остання причина. Як і будь-який скраплений газ водень має дуже низьку температуру. При витоку з бака і безпосереднім контактом з відкритими ділянками тіла людини, він може привести до серйозного обмороження.

Чи справді водень на стільки небезпечний?

Чи справді водень на стільки небезпечний

Напевно, після всього прочитаного Ви будете шановні читачі просто в шоці, що водень на стільки небезпечний. І можливо ніколи не захоче купувати собі водневий автомобіль, якщо в майбутньому у вас з'явиться така можливість (?).

Насправді не все так вже й погано. Оскільки газоподібний водень надзвичайно легкий, то при витоку він швидко розсіється в самій атмосфері. Тоді жодної гримучої суміші не вийде і небезпека вибуху буде зведена до мінімуму.

Що стосується небезпеки задухи, то ми відповімо вам так:-така проблема може статися тільки в замкнутому просторі, наприклад в гаражі. Якщо ж витік водню відбудеться на відкритому повітрі, то його концентрація буде незначною і невеликий, небезпеки для життя вона не представляє.