Artikli sisu:
- Natuke ajalugu
- Vesinikmootorite tunnus
- Vesinikumootorite peamised plussid ja miinused
- Kõige populaarsemad autod vesiniku sisepõlemismootoritega
"Vesinik on tuleviku kütus" - just selle sõnumiga tuuakse transpordi- ja lennundustööstusse vesiniku ICE -sid.
Pole juhus, et vesinik on kõigi teiste alternatiivsete energiaallikate seas juhtival kohal - see on võimalikult keskkonnasõbralik, omab taastuvat ressurssi ja on ka kõrgeima efektiivsusega võrreldes klassikaliste bensiini- ja diiselmootoritega.
Kuid lisaks vaieldamatutele eelistele on vesinikmootoril ka mitmeid puudusi, mis ei võimalda seda veel massiivseks muuta ja "kahjulikke" bensiini- ja diiselmootoreid täielikult välja tõrjuda.
Natuke ajalugu
Inimkond hakkas keskkonna säilitamise vajadusele mõtlema üsna hiljuti, kuid teadlased hakkasid tavapärase sisepõlemismootori väljavahetamisele mõtlema palju varem.
Niisiis valmistati Prantsusmaalt pärit teadlase François Isaac de Rivazi käest esimene vesinikumootor 1806. aastal. 1841. aastal sai Suurbritannia esimese patendilepingu vesinikumootori tootmiseks ja 1852. aastal saksa teadlased. võimeline looma sisepõlemismootorit, mis töötab õhu-vesiniku segul.
Vesinikumootorite kasutuselevõtu plaane nurjasid aga pärast 1870. aastat laialt levinud bensiinimootorid.
Neile meenus vesinik alternatiivkütusena uuesti alles 1941. aastal piiramisrõngas Leningradis. Siis kasutas nõukogude tehnik B. Shelishch õhk-vesinik "kokteili", et paisata õhupallid õhku.
Siis unustati vesinik uuesti, kuni ülemaailmne kütusekriis 1970ndatel uksele koputas. 70ndate lõpus avaldas BMW autotootja oma esimese vesinikul töötava auto ja seejärel järgisid tema eeskuju teised ettevõtted, sealhulgas Ameerika General Motors ja Ford, Jaapani Honda jt.
Sellegipoolest, niipea kui kriis vaibus, kadus huvi vesiniku kui energiaallika vastu uuesti. Ja nüüd, aastakümneid hiljem, meenutas inimkond taas oma olemasolu, millele aitas kaasa mitte ainult keskkonnakaitsjate aktiviseerumine, vaid ka kütusehindade tõus.
Vesinikmootorite tunnus
Struktuurselt ei erine vesinikmootor palju tavalisest sisepõlemismootorist. See sisaldab ka kolve, põlemiskambrit ja ühendusvarda-vända mehhanismi. Mis vahet siis on?
Fakt on see, et vesinikmootorid kasutavad kütusesegu varustamiseks ja selle järgnevaks põletamiseks teistsugust meetodit. Lisaks võtab vesiniku põletamine palju vähem aega kui naftapõhiste kütuste puhul. Erinevused on tähtsusetud ja esmapilgul võib tunduda, et tavalist ICE -d ei ole raske vesinikuks muuta, kuid see pole nii.
Vesinikumootori kasutamisel on mitmeid probleeme:
- Vesinikku on raske saada. Pole saladus, et see sisaldub vees ja seda peetakse õigustatult maailma kõige levinumaks keemiliseks elemendiks, kuigi seda puhtal kujul praktiliselt ei esitata. See tähendab, et auto peab olema varustatud spetsiaalse suletud tüüpi paigaldisega - elektrolüsaatoriga, mis vastutab vee jagamise ja vesiniku tootmise eest. Kuid praktikas on sellist paigaldust raske valmistada, mis mõjutab oluliselt selle lõpphinda.
- Kõrge kokkusurumistemperatuuri tõttu reageerib vesinik kergesti elektrijaama erinevate metallielementidega ja isegi mootoriõliga.
- Isegi väike vesiniku leke kokkupuutel kuumutatud kollektoriga põhjustab tulekahju. Sellepärast kasutatakse vesinikumootorite loomisel tänapäeval ainult pöörlevaid elektrijaamu, kuna need vähendavad tuleohtu sisselaske- ja väljalaskekollektorite suurema vahemaa tõttu.
Sellele vaatamata on enamik probleeme seni lahendatud, mitte ainult pöörlevatel seadmetel, vaid ka kolvimehhanisme kasutavatel mootoritel, mis võimaldab vesinikul jääda kõige lootustandvamaks bensiini / diislikütuse asendajaks.
Vesinikumootorite peamised plussid ja miinused
Vesinikumootorite peamised eelised:
- kõrge keskkonnasõbralikkuse tase, kuna veeaur on selle põlemise tulemus. Vesiniku põlemisel põleb läbi ka mootoriõli, kuid mürgiseid heitgaase on mitu korda vähem kui bensiini või "raske" kütuse põletamisel;
- kõrge kasutegur, mis on mitu korda kõrgem kui klassikalistel diisel- või bensiinikütusel töötavatel elektrijaamadel;
- suhteline struktuurne lihtsus, samuti kallite ja ebausaldusväärsete kütusevarustussüsteemide puudumine, mis on samuti ohtlikud;
- müratust.
Hoolimata paljudest olulistest eelistest on vesinikmootoritel piisavalt puudusi:
- puhas vesiniku saamise kõrge hind ja keerukus;
- väljaarendamata tanklate infrastruktuur, mida on võimalik tankida vesinikuga;
- vesinikkütuse transportimise ja kasutamise rahvusvaheliste standardite puudumine;
- kütuse komponentide ja vesinikmootorite hoolduse kõrge hind;
- vesinikkütuse ladustamisega seotud raskused. Teadlased ei ole ikka veel jõudnud ühisele nimetajale materjali osas, mida tuleb kasutada põleva vesiniku hoidmiseks mõeldud paakide valmistamisel;
- auto kogumassi suurenemine vesinikumootori olemasolu tõttu, mis on märgatavalt raskem kui praegu laialt levinud bensiini- ja diiselmootorid.
Lisaks tuleb vesinikusilindreid regulaarselt kontrollida ja sertifitseerida, mida saavad teha ainult kvalifitseeritud ja litsentseeritud tehnikud.
Kõige populaarsemad autod vesiniku sisepõlemismootoritega
Fotol: Riversimple Rasa
Hoolimata asjaolust, et teadlased mõtlevad jätkuvalt vesinikumootorite kasutamisega seotud praeguste probleemide üle, kasvab vesinikkütusega autode arv jätkuvalt. Kõige kuulsamad vesinikkütusega autod on:
- Toyota Mirai FCV - auto debüteeris esmakordselt 2013. aastal, kuid tuli müügile alles 2015. aastal. Selles saadaolevad balloonid andsid umbes 500 km pikkuse "sõiduulatuse".
- BMW 750hL, mille ideeversiooni näidati juba 2000. aastal. Auto on varustatud spetsiaalse vesinikupaagiga, mille reservist piisab 300 km läbimiseks.
- Honda Clarity on teine auto, mis kasutab klassikalise kütuse asemel vesinikku. Mudeli peamised eelised on selle tähelepanuväärne välimus ja muljetavaldav vesinikuautode standardite järgi 589 km võimsusreserv.
- Riversimple Rasa on väike vesinikuauto, mis on pärit Ühendkuningriigist. Selle peamine omadus oli väike kaal (veidi üle 500 kg) ja muljetavaldav jõuvaru - umbes 500 km.
Lisaks esitavad tootjad jätkuvalt vesiniku ideeautosid, sealhulgas Audi H-tron Quattro, vesinikuga Mercedes GLC, Nikola Motor veok Nikola One, Pininfarina disainimaja superauto H2 Speed ja paljud teised.
Järeldus
Hoolimata paljudest puudustest võib vesinikust saada järgmise 30–40 aasta jooksul kõige lootustandvam puhta energia allikas. Peame lihtsalt leidma tõhusa meetodi vesiniku tootmiseks ja välja töötama infrastruktuuri selle tarnimiseks lõpptarbijale ning siis unustab inimkond igaveseks mitte ainult kütuse, vaid ka keskkonnakriisi.
