{"id":3847,"url":"\/distributions\/3847\/click?bit=1&hash=bc07366a6481421a3285442ad4d15e52e40fcff690631a2a988f8ab7935f89f9","title":"\u041f\u0440\u043e\u0432\u0435\u0440\u044f\u0442\u044c \u043a\u043e\u0434 \u043d\u043e\u0432\u0438\u0447\u043a\u043e\u0432 \u0438 \u043f\u043e\u043b\u0443\u0447\u0430\u0442\u044c \u0437\u0430 \u044d\u0442\u043e \u0434\u0435\u043d\u044c\u0433\u0438","buttonText":"\u041a\u0430\u043a \u044d\u0442\u043e?","imageUuid":"2d5b949a-5ac1-587d-aac5-43560e643b30","isPaidAndBannersEnabled":false}
Жизнь
Большой Шлёпа

Hydrogen-лонг. Водородное спасение

Насмотревшись материалов Станислава Асафьева про топливную историю (бензин, этиловый спирт, электродвигатели) я вспомнил, что в 2010 году в Крокус Экспо видел на выставке автомобиль фирмы Honda, который тогда пророчили как спасение для всех. Собственно я решил написать данный лонг про развивающийся, но неправомерно забытый в обществе альтернативный вид двигателя.

Toyota

Шаг в прошлое

Сама идея водородных двигателей не является новой, в особенности в сравнении с нынешними ДВС. В начале 19 века Франсуа Исаак де Риваз разработал первый в мире двигатель на водородном топливе, который он производил путём электролиза воды. Англичане в 1841 году запатентовали такой двигатель, в 1852 году немцы разработали ДВС на воздушно-водородной смеси.

В 19 веке размышлять о том, какой вид топлива требуется для ДВС пусть и не достаточно логично, так как нет соответствующих масштабов потребления, но вполне разумно попробовать поэкспериментировать.

История водородного двигателя достаточно обширна. Тут вам и советские аэростаты с лебедкой на водородной смеси, автомобиль из Франции, немецкие ДВС на водороде, грузовик переведенный на водород на металлургии. Непочатый край для раздолья и развития имелся даже тогда.

В 70-ых 20-века случился топливный кризис, когда катастрофически поднялись цены на топливо, объем добычи нефти упал и автопроизводители начали искать варианты как спасать себя. В последующие годы как-то все успокоились, но вопрос встал тогда ребром. Так в 1979 году инженеры BMW представили модель 520H. Модель оказалась перспективная, но флагманом не стала, хотя баварцы продолжают работы над водородными авто и по сей день. Предполагается, что в 2050-ых за такими автомобилями будущее (по их скромным планам).

В 21 веке вопросы о том, чем заправлять автомобиль возникают лишь на заправке, когда стоишь с размышлением какой вид топлива с одним октановым числом взять: тот что дешевле и простой или тот что дороже с припиской ЭКТО/G-Power/ещё какое-то модное название. Владельцам дизельного двигателя выбор не особо предлагается, а с электроавтомобилями вовсе — найди розетку, сиди и радуйся жизни какой же ты весь из себя нитакойкаквсе.

Но вот на арену выходит водородный автомобиль. Выглядит как обычный, но внутри ещё более странный, чем электро. На моей памяти водородные машины существуют с начала столетия. А встретить на дороге вовсе как найти артефакт.

В 2003 году по Европе пустили 36 автобусов на водороде в рамках программы по эко-транспорту. Цель программы: испытания водородного транспорта, испытания водородных заправочных станций, испытания технологий производства водорода, испытания существующей водородной инфраструктуры, анализ рисков и преимуществ водородных технологий. Основные испытания прошли до 2006 года, хотя отмечают что данные автобусы встречаются до сих пор.

Водород и ДВС

Одним из вариантов использования водорода в качестве топлива предлагается ДВС, где вместо пропана будет идти интересующий нас элемент. Проблема данного авто будет в том, что утечка водорода с горячими элементами автомобиля приводят к едва ли не моментальному подрыву. Главная проблема тут в самом водороде, так как диапазон концентрации, для его взрыва огромен и любое соотношение приведет к печальному исходу событий.

Тем не менее Toyota пошла дальше и на гонках Super Taikyu Series 2021 Powered by Hankook поставила в список участников Corolla Sport H2 Concept, который оснащался двигателем на жидком водороде. Автомобиль был занесен в группу ST-Q, в которой находятся все автомобили на гонках, не попавшие в другие группы по разным критериям. Ко всему прочему, это ещё и полноценно новый прототип. Под капотом устанавливался адаптированный под новый вид топлива рядный двигатель I3 с рабочим объемом 1.6 литра. Но это работа самой Тойоты, как самостоятельного представителя на рынке.

BMW смогли разработать автомобиль с гибридной установкой на водороде и бензине на основе модели 7-серии, представив миру BMW Hydrogen 7. Кардинальное отличие от базовой версии 7-ки заключалось в наличии в дополнение к бензобаку на 74 литра баллона с водородом на 8 кг. Таким образом автомобиль мог проехать 200-300 км на водороде и 480 км на бензине и это всё в 2007 году. В 2008 году этот же Hydrogen 7 был представлен уже на водороде как единственном топливе, с тем же ДВС. К слову тут 6-литровый V12. О прожорливости говорить явно не стоит.

Что можно сказать о данных аппаратах? ДВС на водороде достаточно отзывчив, позволяет также шуметь двигателю и вибрировать как раньше, имеет меньше КПД, но расход его ниже, чем у классического вида топлива (бензин или дизель). Одни плюсы, вроде как. Но к сожалению вспоминая минусы выше, взрывоопасность такой установки сильно выше, так как водород работает с горячими элементами двигательной установки, из-за чего его боятся немного больше, чем бензиновый аналог.

Водород и ЭХГ

В 90-ых разработки водородных двигателей казались достаточно мифическим явлением, несмотря на сам факт существования водородного 520H от BMW. Но достаточно интересный вариант исполнения представлен был концерном АвтоВАЗ. Мне бы хотелось пошутить о нецелесообразности того, что представили на выставке, но справедливости ради выглядят экспонаты фантастически.

АНТЭЛ-1

Если сказать, что автомобиль вышел в свет как следствие сотрудничества автомобильных инженеров и аэрокосмической отрасли — вас ждёт вероятно дурка. Но этому способствовали идеи Георгия Константиновича Мирзоева, который видел в новых топливных элементах будущее. В 1999 году был разработан концепт автомобиля на водородных элементах, способный двигаться без использования бензина. Как бы странно не звучало, вне России данные технологии применялись в разной степени готовности: Honda FCX Clarity, Toyota Mirai, BMW Hydrogen 7, Ford Focus FCV.

В ходе переговоров с уральским предприятием, производившее генераторы «Фотон» для космической программы «Буран» («Энергия-Буран»), пришли к решению по сборке автомобиля. Правда вышел конфликт, якобы ВАЗовские инженеры не нашли общий язык с уральскими, полагая что они не разбираются в автомобилях, как автомобилисты в электрохимии. По итогу это было отчасти правдой по обе стороны. Решено было собирать автомобиль на территории РКК «Энергия» в Королёве, так как автомобилисты хоть и понимали что-то в ЭКГ, но не имели какого-либо опыта в работе с подобными агрегатами. Подготовленный автомобиль отправился из Тольятти в Королёв.

Стоит пояснить в чём заключалась суть работы ЭХГ (я сам не особо разобрался, поэтому кратко). У вас имеется 2 ёмкости, из которых подаётся водород и кислород. На «минус» водород, на «плюс» кислород, с помощью АКБ запускается реакция, в ходе которой от водорода отделяются электроны и их надо «поймать» с помощью платиновой мембраны, отправляющей их (свободные электроны) в цепь на ЭКГ и дальше в электрогенератор. В результате реакции получается на выходе электричество в электродвигатель и вода из «выхлопа». Самая большая сложность — прогреть всю установку, так как наилучший результат получается при 100℃. Это если по-простому, для «чайников».

За основу взят 5-дверный ВАЗ-2131, из которого напрочь исключили весь ДВС и всё что с ним связано. Автомобиль перестал быть полноприводным, теперь это передний привод. В багажник устанавливался электрохимический генератор «Фотон» прошедший модернизации. Также в багажнике располагался водород в баллонах и кислород. Объем газа был 60 литров и 36 литров. Непонимающий сразу заметит, что в отношении Hydrogen 7, я писал о килограммах водорода, а тут литры. Тут отдельно скажем спасибо BMW. В документе для СМИ и медиа на предпоследней странице в спецификациях пишут о кг.

Вернёмся к АНТЭЛ’ам. Первый образец на полной заправке (60 л и 36 л, напомню) преодолевал 200 км с максимальной скоростью 80 км/ч. Существенный недостаток заключался в прогреве автомобиля, чтобы начать работу на нормальный расход без «изнасилования» двигателя надо было ждать ~1.5 часа, доведя температуру установки до 60℃. Посетители выставки 2001 года в Москве отметили данный образец интересным, хотя от багажника осталось одно лишь слово, собран был блестяще и выглядит красиво. Сами инженеры отметили, что это фиаско, ведь автомобиль собран на основе космических технологий и был полностью функциональным и работоспособным. Так преступили в модернизации концепции.

АНТЭЛ-2

Спустя 2 года на выставке 2003 года был представлен второй автомобиль серии АНТЭЛ, который кардинально отличался от предшественника компоновкой, но не принципом работы. За основу взят ВАЗ-2111, кислородных баллонов больше не стало, теперь только водородные в нише багажника. Вся установка располагалась под капотом. Тот же ЭКГ, компрессор для подачи кислорода, буферный АКБ для рекуперации энергии торможения и нагреватель, чтобы вывести автомобиль на рабочую температуру за 10-15 минут. В общей массе это вся разница от первого автомобиля-предшественника. По итогу получался даже гибрид, нежели водородный автомобиль.

Будущие АНТЭЛ’ы

А их нет. Поддержку государства они не получили, наиболее интересный АНТЭЛ-3 забросили, в котором при заправке бензином путём химии и физики получался углекислый газ и водород и он (водород) шёл в дальнейший процесс водородного двигателя.

Что же вне России?

Тут гиганты в лице Ford, BMW, Toyota, Honda активно развивают водородное направление. Не так давно стало известно, что новое поколение BMW будет работать на водороде с гибридной установкой на рекуперации энергии торможения.

Вся эта система разрабатывается в сотрудничестве с Toyota, которая получила достаточно мощный скачок в развитии этой отрасли.

К примеру автомобиль Toyota Mirai, продажи которого стартовали в 2014 году стоил 57 тысяч долларов. Учитывая размах технологий, цена достаточно высокая, однако достаточно экологичная. Для сравнения в России самая дорогая «Тесла» в 2014 году обошлась Михаилу Подорожанскому (гл.редактору «Авторевью») через «серого» импортёра за 145 тысяч долларов.

Главный вопрос, который закономерно возникает — это «где заправлять?». К сожалению в РФ и возможно СНГ нет развитой инфраструктуры для данного вида транспорта. Honda при разработке FCX Clarity представила домашнюю установку HES, для производства водорода из керосина, природного газа и сжиженного нефтяного газа. Последняя версия данного устройства разрешена к установке в гараже или дома. В США штат Калифорния вовсе считается самым готовым к водородным автомобилям в мире.

По итогам

Автомобильный мир хорошо развивается в направлении водорода, ведь искомый газ самый распространённый в мире, только найти его в чистом виде очень проблематично. Тем не менее в странах вне РФ эти технологии активно развивают в разных исполнениях. В нашей стране к сожалению единственный концерн получил обалденный опыт, интересные образцы техники и полную невостребованность от государства. В развитие идеи АНТЭЛ-1 Мирзоев Г.К. вложил порядка миллиона рублей и получил сотрудничество РКК «Энергия», в то время как крупные автопроизводители вкладывали сотни миллионов долларов на разработки и живут дальше. Для понимания Лада АНТЭЛ-3 как концепт должна была появиться в 2005-2006 году, но никакого развития не получила. Обращая внимания на гигантов автомобильного рынка — начинаешь понимать, что будущее далеко не только за электромобилями. Их разрекламировали на хайпе «Теслы», а водородные тихо и мирно получают развитие по полной программе.

Есть ли за данным видом топлива спасение? Да. Когда вот наступит не понятно. Если брать развитие водородного двигателя вместе с электромобилем - выходит просто обалденная машина. Но ценник на неё будет зверский. Сейчас в глобальном масштабе это дорогая игрушка, которая вредит экологии меньше, чем любой другой автомобиль. Пока есть нефть и какое-то электричество вряд ли кто-то будет бегать за водородом, раз есть способы вполне эффективно зарабатывать деньги.

0
36 комментариев
Написать комментарий...
ImPReZ

в любом случае все эти потуги не имеют смысла. современного пхева или другого гибрида, который позволяет проехать 1000 км при расходе в 1-3 литра бензина более чем достаточно и для экологии и для всех остальных
но нет блять, все с ума посходили

Ответить
Развернуть ветку
Эндис

Это какие авто так мало пугают бензина? Приус. Вольт. 5л

Ответить
Развернуть ветку
ImPReZ

Новый рейндж пхев сможет ехать на 3-4 литрах, но и весит как бегемот
Сейчас уже хватит наработок сделать какую нибудь октавию гибридную мизерным расходом
В любом случае отказываться от бензина это лютая дичь

Ответить
Развернуть ветку
Эндис

Какие авто до миллиона так могут?

Ответить
Развернуть ветку
ImPReZ

Уже давно нет машин до миллиона
Да и не будет уже
И логично, что сложная гибридная машина не будет дешевой, и не должна быть

Ответить
Развернуть ветку
untraceab1e

Отличная статья, спасибо!

В комментах неоднократно писали, мол, зачем это все?

Лично я вижу в подобных двигателях куда больше перспектив, нежели в классических "электричках" на АКБ. С позиции потребителя, на текущем этапе развития электричек есть две существенные, критичные проблемы:

1) Малый запас хода. С учетом того, что фактический он всегда ниже маркетингового, "электричка на батарейках" применима лишь в сценарии дом-работа-дом, ну.. еще можно по пути в продуктовый заскочить. Поехать на ней куда-то вроде СПб-Вологда? Да Боже упаси. Вторую половину пути, и, вполне вероятно, весь обратный - придется ехать "на галстуке".

2) Неприемлемо долгая зарядка. Оставим за скобками вопрос распространенности зарядных станций. Где-то они есть, у нас их.. меньше, чем на карте показывает. Но проблема именно в продолжительности процесса зарядки, что накладывается на пункт 1 и ставит еще один жирный крест на всех дальних поездках.

Бензин заправляется 5 минут, после которых можно ехать 700-800 км и снова 5 минут заправки. Сидеть пол дня есть сосиски с АЗС, наблюдая, как медленно растут % заряда АКБ электрички, проехав 400 км, с перспективой ехать еще столько же и больше - спасибо, не надо, как говорится. Экспресс-зарядки (обычных-то днем с огнем не найти), из серии "80% за полтора часа" - это все те же полтора часа, и 80% от условных 400км, которые на деле превращаются в 300км, это категорически не то, что 7л/100км 98го при баке в 50л.

Обе эти проблемы тесно взаимосвязаны, но решение любой из них автоматически сводит к минимуму влияние второй. И вот в чем плюс водородных топливных элементов / заправки непосредственно газом: это быстро, как заправка классическими видами топлива. Даже при соизмеримом с "электричками" запасе хода, возможность быстро заправиться и продолжить путь решает. Но и запас хода не так сильно ограничен, водородные топливные элементы или баллон с водородом явно будут выигрышней в сравнении км/кг.

Ответить
Развернуть ветку
Sm1th .

Электрички относительно молоды, но и там уже решений и концепций довольно богато, тогда как всё ДВС тянут свои костыли по-сути ещё от парового двигателя Уатта из 18в, не предлагая концептуально ничего радикально нового. Это вроде как бы и не плохо, но имхо, это инженерный тупик.

Ответить
Развернуть ветку
Twinky Land

Электрички совсем не молоды, как и двс. Вопрос только в удобстве и стоимости. ДВС - инженерное чудо, которое дорабатывалось на протяжении десятков лет и сейчас это настолько проверенная технология, что глупо просто от неё отказываться. Тем более по экологическим причинам.

Ответить
Развернуть ветку
untraceab1e

Не настолько молоды, как может казаться, и согласен, решений и концепций много. Но они не решают, увы, те две критические проблемы, которые решает водород.

Ответить
Развернуть ветку
Злой Партизан

Не увидел ответа на самый главный вопрос - нафига?

Ответить
Развернуть ветку
Большой Шлёпа
Автор

сейчас - не понятно. развитие есть, всё есть. инфраструктуры нет в глобальном смысле. пока что это прикольные игрушки, как электромобили на старте хайпа.

Ответить
Развернуть ветку
Злой Партизан

Я в глобальном смысле - нафига нужны водородные автомобили? Они не дают никакого преимущества. Для того чтобы произвести водород, нужно потратить энергию, а для этого нужно использоваться другой вид топлива. Первопроблема топлива никак не решается.

Ответить
Развернуть ветку
Большой Шлёпа
Автор

для производства водорода можно использовать тот же нефтяной газ, который если не ошибаюсь считается побочным продуктом. фактически можно побочные продукты нефтянки перерабатывать. получать энергию из альтернативных видов электричества: ветряк, гэс, солнечные панели. вариантов достаточно как ни странно. другой вопрос, что водород будучи самым распространённым требует не сильно много. связку водорода и кислорода в космической сфере ведь не просто так использовали, нежели бензин или дизель. проблема масштабная, согласен, тем не менее она предлагает больше решений эко-вопросов, чем "чистые электромобили", чье производство тот ещё пиздец.

Ответить
Развернуть ветку
Георгий

Не эксперт, но вроде водород можно без потери в КПД и достаточно легко транспортировать - добывать в одном месте богатом на электричество и тратить в другом. Хз как с обслуживанием у водородных движков, но подозреваю что гораздо лучше чем у АКБ электромобилей.

Инфраструктура водородной энергетики ближе к бензиновой, чем электрическая.

Ответить
Развернуть ветку
Злой Партизан

Как раз водород очень трудно транспортировать, в отличие от, например, природного газа (метан-пропан), который сжижается при относительно высоком давлении и температуре.

Ответить
Развернуть ветку
Георгий

Но легче чем чистое электричество. Понятно, что топливо для двс проще всего транспортировать, тем более его логистика развивается двести лет.

Ответить
Развернуть ветку
Злой Партизан

Блин, криво написал. При низком давлении и высокой температуре, по сравнению с водородом.

Ответить
Развернуть ветку
Большой Шлёпа
Автор

обслуживание водородного завязано на реакции водорода и кислорода. либо эту установку обслуживать, либо сам электродвигатель, который фактически ставят в гибридах и получает электричество из установки с реакцией.
если ДВС - то да, как бензин будет проще.

Ответить
Развернуть ветку
Андрей Серый

Ну, вообще, смысл в том, что водород более перспективная альтернатива ДВС на бензине, чем электрички. НО многие концерны уже слишком много вложили в электричество, чтобы дать заднюю и заново что-то разрабатывать в сторону водорода.
Он как альтернатива бензину получается на много экологичнее, потому что в результате получается просто вода. Да ещё и бака на много больше хватает + нормальный звук двигателя, а не всратая тишина.
Но все очень боятся водорода, что он может ебнуть, хотя тойотовские мираи вроде живые, а частенько горящие Теслы никого не смущают.

Ответить
Развернуть ветку
Большой Шлёпа
Автор

внесу поправку. если водородный с выделением воды - это ЭХГ, он как электромобиль по итогу, только источник для движения получается тупо легче.
если ДВС на водороде - выхлопом будет угар масла, который попросту физически нужен. но даже так выхлоп минимальный.

Ответить
Развернуть ветку
Alexander Shimanskiy

"Для того чтобы произвести водород, нужно потратить энергию"

Когда смотришь на это как на "конвертацию энергии в другую форму", то все становится лучше.

В любом случае, в Европке разрабатываются домашние установки по получению водорода методом электролиза, которые можно питать солнечной или воздушной энергией. Итого получаем экологичный водород.

Ответить
Развернуть ветку
Большой Шлёпа
Автор

@Автоспорт предлагаю для репоста, why not :)

Ответить
Развернуть ветку
Большой Шлёпа
Автор

@Нагнеталка и его коты я наконец-то добил, а то я помню писал про это

Ответить
Развернуть ветку

Комментарий удален модератором

Развернуть ветку
Кашкамалашка

Так это ты что, безработный теперь?

Ответить
Развернуть ветку
Большой Шлёпа
Автор

ненадолго.

Ответить
Развернуть ветку
Ди Ди

Возможно вам будет интересно

Ответить
Развернуть ветку
Ди Ди

Твердотельные аккумуляторы водорода
http://www.oil-expo.ru/cella.html

Ответить
Развернуть ветку
Ди Ди

На 16 минуте интересный эксперимент с аллюмнинием (на западе по этой теме сейчас сведутся разработки с менее агрессивными электролитами и пр).

Ответить
Развернуть ветку
Skyimp

Не читал пока, но в закладки положил и лайк заочно поставил )

Ответить
Развернуть ветку
Max Dicker

"FCX Clarity представила домашнюю установку HES, для производства водорода из керосина, природного газа и сжиженного нефтяного газа"
Нихрена себе домашняя установка! По сути маленький химический завод получается)

Ответить
Развернуть ветку
Большой Шлёпа
Автор

с поправкой что он прошел лицензирование, как я понял. но шутка зачет, да.

Ответить
Развернуть ветку
Bigtiger

Точно большой русский ?

Ответить
Развернуть ветку
Большой Шлёпа
Автор

не знаю к чему, но почему бы и нет?

Ответить
Развернуть ветку
Vova Ivanov

Ториевый двигатель круче 8г на весь срок службы.

Ответить
Развернуть ветку
Кто Тут
Стоит пояснить в чём заключалась суть работы ЭХГ (я сам не особо разобрался, поэтому кратко).

Ну ок, чё.

Ответить
Развернуть ветку
wolik

Даже всех (100%) на электрокары пересадить уже практически невозможно. Нужно лишь посмотреть где это "все" паркуют свои машины. А уж водород так вообще на грани давайте займёмся чем нибудь от нехуй делать.

Ответить
Развернуть ветку
Читать все 36 комментариев
null