Водородная установка для автомобиля: Автомобильные водородные установки — TERMOSTAR

Содержание

Автомобильные водородные установки — TERMOSTAR

Технология экономии топлива

Установки предназначены для экономии до 40% основного топлива легковых и грузовых автомобилей.

Важным обстоятельством является то, что КПД только самых современных турбированных дизелей составляет всего 50%. Бензиновых намного меньше. Поэтому большая часть потраченного топлива всех автомобилей, составляют потери для Автовладельцев и Экологии.

Глобальная энергосберегающая Исследовательская работа, на двигателях внутреннего сгорания, сосредоточена на том, что бы повысить эффективность сгорания в первые две фазы рабочего хода.

При этом задача максимально уменьшить горение и расход топлива в последующие фазы, предназначенные только для хода и выпуска газов.

Водородный генератор «TERMOSTAR» посредством Электролиза, из воды вырабатывает Атомарный водород (ННО газ), который дополнительно подается в рабочую топливно-воздушную Смесь из Основного топлива.

Атомарный водород на 40% эффективнее обычного Водорода, так как уже имеет в своей атомарной связи молекулу Кислород, для горения.

Именно свойство невероятно быстрого и мощного сгорания Атомарного водорода, способствует сгоранию рабочей смеси более быстрым и полным образом в первые две фазы рабочего хода. А следующие фазы полностью разгружаются.

За счет полного и быстрого сгорания топлива происходит повышение КПД двигателя и рост мощности до 20%, а экономия топлива составит до 40%, Появляется приемственность и тяговитость присущая дизельным автомобилям без повышения компрессии. Атомарный водород придает топливной смеси

высокие детонационные свойства без применения химии и металлических присадок. А имеющиеся присадки в оснавном топливе полностью сгорают повышая экологичность выхлопа.

Для бензиновых двигателей появляется возможность с гибридной установкой «TERMOSTAR» , уверенно перейти с бензина АИ-98 или АИ-95 на более дешевый АИ-92, а это ещё экономия ~ 7-15 % на литр топлива.

Поэтому Гибридная Водородная установка «TERMOSTAR» это верное и эффективное решение: Позволяющее самим вырабатывать Атомарный водород и использовать его как Дополнительное топливо, позволяющее экономить Основное.

водородная установка? — Транспорт в России: автомобили, мотоциклы, спецтехника, запчасти

Цена не указана

Водородный генератор. Пол Канады уже использует. Договор. Установка. Гарантия 100.000км. Срок службы 10 лет. Увеличение мощности до +30%! Экономия на любом топливе бензин, дизель, газ до 50%! Снижает расход топлива до 50%. Увеличивает мощность автомобиля до 30%. Очищает двигатель от отложений углерода. Снижает температуру в двигателе. Автомобиль работает ровнее и тише. Увеличивает эксплуатационный срок масла. Продлевает срок службы двигателя в целом. Кпд среднего бензинового двигателя 25%, остальная энергия уходит в тепло. Почему так происходит? Скорость горения бензина значительно ниже чем у водорода. Лишь 30-40% топлива сгорает в цилиндре, остальная часть выкидывается в выхлопную трубу не успев догореть. Это больше половины тех денег, которые вы тратите на заправке, «уходят в трубу» сгорают в катализаторе нагревая его до 700 градусов. Благодаря системе водородного питания, происходит экономия основного топлива от 20 до 50%, в зависимости от типа транспортного средства и вида топлива.

Водород попадая в цилиндр, заполняет пространство между молекулами топлива и является переносчиком огня. Благодаря этому топливо сгорает полнее и с большей скорость, успевая проделать больше полезной работы давя на поршни. В ряду дополнительных преимуществ в плане экономии, двигатели на бензине можно перевести с 98 или 95 бензина на 92 и 80. Что позволяет дополнительно сократить расходы на каждой заправке машины до 15%. Вместе с водородным генератором многие автомобили уверенно ездят, используя более дешевое топливо. Это небольшое устройство, которое можно установить в любой автомобиль работающий на бензине дизельном топливе или газу. Представляет из себя электролизер, бачок для подачи воды и управляющую электронику. Всё помещается в подкапотное пространство рядом с двигателем автомобиля. Никакие переделки двигателя не требуются. Вода из бочка попадает в электролизер, который с помощью электричества разделяет её на водород и кислород. Далее водород подается в воздухозаборник автомобиля, где смешивается с поступающим в двигатель кислородом. Вся эта смесь попадает в камеру сгорания и там уже смешивается с основным топливом. Водород дает в 5 раз больше энергии при сгорании, чем классическое топливо. Это заметно отражается на эффективности работы двигателя, Кпд многократно повышается, водителю легче управлять транспортным средством. Двигатель переходит на мягкую работу, вибраций во время езды становится меньше, автомобиль переходит в более податливый режим езды при низкой скорости. Эти особенности делают его энергичнее, проще в управлении, маневреннее, что особенно актуально для тихой городской езды или же при транспортировке тяжелого груза. Топливо с Свп сгорает плавно, без микровзрывов, нагрузка на двигатель распределяется равномерно, нет резких перепадов. Это вдвое увеличивает ресурс мотора, снижает уровень колебаний. Исключаются риски при критическом уровне масла, компрессия в цилиндрах повышается, исключено образование нагара на свечах, а также появление электроэрозии. Водородная система работает непрерывно и безотказно, так как в ней просто нечему поломаться. В сравнении с другими аналогичными системами, технологичные материалы установки не подвергаются рискам появления электроэрозии, нет износа электродов. Корпус установки износостойкий к механическим, внешним дефектам и кислотам. Материалы способны выдержать длительный эксплуатационный срок, не менее 10 лет. Вся электроника работает в автоматическом режиме, дополнительная настройка, вложения или ремонт в процессе использования от вас не понадобятся. Даже в случае полной поломки водородной системы питания, вы продолжите ехать на обычном топливе без каких-либо действий с вашей стороны. Так же нас ищут по темам: Нно газ. Генератор водорода. Экономия топлива. Нно генератор. Электролизер. Газ брауна. Гремучий газ. Газогенератор. Водородный котел. Авто на воде. Водородный генератор.

Запчасти и аксессуары

Как работает водородный двигатель и какие у него перспективы

Автомобили с водородными двигателями называют главными конкурентами электрокаров. Но у технологии пока что немало минусов, и, например, основатель Tesla Илон Маск называет ее «тупой и бесполезной». Прав он или нет?

С 2018 года в ЕС действует запрет на дизельные автомобили новейшего поколения в населенных пунктах [1]. Это стало поворотным моментом в развитии рынка электрокаров, а также — гибридных и водородных двигателей.

Великобритания еще в 2017-м высказывалась за полный запрет бензиновых авто к 2040 году. Тогда же, если верить исследованию Bloomberg New Energy Finance [2], на электрокары будет приходиться 35% от всех продаж автомобилей. Уже к 2030 году Jaguar и Land Rover планируют довести число электрокаров в своих линейках до 100% [3]. Часть из них тоже работает на водороде.

История развития рынка водородных двигателей

Первый двигатель, работающий на водороде, придумал в 1806 году французский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз [4]. Он получал водород при помощи электролиза воды.

Первый патент на водородный двигатель выдали в Великобритании в 1841 году [5]. В 1852 году в Германии построили двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который работал на воздушно-водородной смеси. Еще через 11 лет французский изобретатель Этьен Ленуар сконструировал гиппомобиль [6], первые версии которого работали на водороде.

В 1933 году норвежская нефтегазовая и металлургическая компания Norsk Hydro Power переоборудовала [7] один из своих небольших грузовиков для работы на водороде. Химический элемент выделялся за счет риформинга аммиака и поступал в ДВС.

В Ленинграде в период блокады на воздушно-водородной смеси работали около 600 аэростатов. Такое решение предложил военный техник Борис Шепелиц, чтобы решить проблему нехватки бензина. Он же переоборудовал 200 грузовиков ГАЗ-АА для работы на водороде.

Первый транспорт на водороде выпустила в 1959 году американская компания Allis-Chalmers Manufacturing Company — это был трактор [8].

Первым автомобилем на водородных топливных элементах стал Electrovan от General Motors 1966 года. Он был оборудован резервуарами для хранения водорода и мог проехать до 193 км на одном заряде. Однако это был единичный демонстрационный экземпляр, который передвигался только по территории завода.

В 1979-м появился первый автомобиль BMW с водородным двигателем. Толчком к его созданию послужили нефтяные кризисы 1970-х, и по их окончании об идее альтернативных двигателей забыли вплоть до 2000-х годов.

В 2007 году та же BMW выпустила ограниченную серию автомобилей Hydrogen 7, которые могли работать как на бензине, так и на водороде. Но машина была недешевой, при этом 8-килограммового баллона с газом хватало всего на 200-250 км.

Первой серийной моделью автомобиля с водородным двигателем стала Toyota Mirai, выпущенная в 2014 году. Сегодня такие модели есть в линейках многих крупных автопроизводителей: Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford и других.

Toyota Mirai 2016 года выпуска

Как работает водородный двигатель?

На специальных заправках топливный бак заправляют сжатым водородом. Он поступает в топливный элемент, где есть мембрана, которая разделяет собой камеры с анодом и катодом. В первую поступает водород, а во вторую — кислород из воздухозаборника.

Каждый из электродов мембраны покрывают слоем катализатора (чаще всего — платиной), в результате чего водород начинает терять электроны — отрицательно заряженные частицы. В это время через мембрану к катоду проходят протоны — положительно заряженные частицы. Они соединяются с электронами и на выходе образуют водяной пар и электричество.

Схема работы водородного двигателя

По сути, это — тот же электромобиль, только с другим аккумулятором. Емкость водородного аккумулятора в десять раз больше емкости литий-ионного. Баллон с 5 кг водорода заправляется около 3 минут, его хватает до 500 км.

Как работает водородный двигатель внутри Toyota Mirai

Где применяют водородное топливо?

  • В автомобилях с водородными и гибридными двигателями. Такие уже выпускают Toyota, Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford, Nissan, Daimler;
  • В поездах. Первый такой был выпущен в Германии компанией Alstom и ходит по маршруту Букстехуде — Куксхафен;
  • В автобусах: например, в городских низкопольных автобусах марки MAN.
  • В самолетах. Первый беспилотник на водороде выпустила компания Boeing, внутри — водородный двигатель Ford;
  • На водном транспорте. Siemens выпускает подводные лодки на водороде, а в Исландии планируют перевести на водородное топливо все рыболовецкие суда;
  • Во вспомогательном транспорте. Водород используют в электрокарах для гольфа, складских погрузчиках, сервисных автомобилях логистических компаний и аэропортов;
  • В энергетике. Электростанции мощностью от 1 до 5 кВт, работающие на водороде, могут обеспечивать теплом и энергией небольшие города и отдельные здания. Например, после аварии на Фукусиме в 2018 году Япония активнее начала переходить на водородную энергетику [9], планируя перевести на водород 1,4 млн электрогенераторов;
  • В смесях с обычным топливом. Например, с дизельным или газовым — чтобы удешевить производство.

Плюсы водородного двигателя

  • Экологичность при использовании. Водородный транспорт не выбрасывает в атмосферу диоксид углерода;
  • Высокий КПД. У двигателя внутреннего сгорания (ДВС) он составляет около 35%, а у водородного — от 45%. Водородный автомобиль сможет проехать на 1 кг водорода в 2,5-3 раза больше, чем на эквивалентном ему по энергоемкости и объему галлоне (3,8 л) бензина;
  • Бесшумная работа двигателя;
  • Более быстрая заправка — особенно в сравнении с электрокарами;
  • Сокращение зависимости от углеводородов. Водородным двигателям не нужна нефть, запасы которой не бесконечны и к тому же сосредоточены в нескольких странах. Это позволяет нефтяным государствам диктовать цены на рынке, что невыгодно для развитых экономик.

Минусы водородного двигателя

  • Высокая стоимость. Галлон бензина в США стоит около $3,1 [10], а эквивалентный ему 1 кг водорода — $8,6. Водородные батареи содержат платину — один из самых дорогих металлов в мире. Дополнительные меры безопасности также делают двигатель дорогим: в частности, специальные системы хранения и баки из углепластика, чтобы избежать взрыва.
  • Проблемы с инфраструктурой. Для заправки водородом нужны специальные станции, которые стоят дороже, чем обычные.
  • Не самое экологичное производство. До 95% сырья для водородного топлива получают из ископаемых [11]. Кроме того, при создании топлива используют паровой риформинг метана, для которого нужны углеводороды. Так что и здесь возникает зависимость от природных ресурсов.
  • Высокий риск. Для использования в двигателях водород сжимают в 850 раз [12], из-за чего давление газа достигает 700 атмосфер. В сочетании с высокой температурой это повышает риск самовоспламенения.

Водород обладает высокой летучестью, проникает даже в небольшие щели и легко воспламеняется. Если он заполнит собой весь капот и салон автомобиля, малейшая искра вызовет пожар или взрыв. Так, в июне 2019 года утечка водорода привела к взрыву на заправке в Норвегии. Сила ударной волны была сопоставима с землетрясением в радиусе 28 км. После этого случая водородные АЗС в Норвегии запретили

Водород для топлива можно получать разными способами. В зависимости от того, насколько они безвредны, итоговый продукт называют [13] «желтым» или «зеленым». Желтый водород — тот, для которого нужна атомная энергия. Зеленый — тот, для которого используют возобновляемые ресурсы. Именно на этот водород делают ставку международные организации.

Самый безвредный способ — электролиз, то есть, извлечение водорода из воды при помощи электрического тока. Пока что он не такой выгодный, как остальные (например, паровая конверсия метана и природного газа). Но проблему можно решить, если сделать цепочку замкнутой — пускать электричество, которое выделяется в водородных топливных элементах для получения нового водорода.

Водородный транспорт в России

В России в 2014 году появился свой производитель водородных топливных ячеек — AT Energy. Компания специализируется на аккумуляторных системах для дронов, в том числе военных. Именно ее топливные ячейки использовали для беспилотников, которые снимали Олимпиаду-2014 в Сочи.

В 2019 году Россия подписала Парижское соглашение по климату, которое подразумевает постепенный переход стран на экологичные виды топлива.

Чуть позже «Газпром» и «Росатом» подготовили совместную программу развития водородной технологии на десять лет.

Главный фактор, который может обеспечить России преимущество на рынке водорода — это богатые запасы пресной воды [14] за счет внутренних водоемов, тающих ледников Арктики и снегов Сибири. Вблизи последних уже есть добывающая инфраструктура от «Роснефти», «Газпрома» и «Новатэка».

В конце 2020 года власти Санкт-Петербурга анонсировали [15] запуск каршеринга на водородном топливе совместно с Hyundai. В случае успеха проект расширят и на другие крупные города России.

Перспективы технологии

Вокруг водородных двигателей немало противоречивых заявлений. Одни безоговорочно верят в их будущее — например, Арнольд Шварценеггер еще в 2004 году, будучи губернатором Калифорнии, обещал [16], что к 2010 году весь его штат будет покрыт «водородными шоссе». Но этого так и не произошло. В этом отчасти виноват глобальный экономический кризис: автопроизводителям пришлось выживать в тяжелейших финансовых условиях, а подобные технологии требуют больших и долгосрочных вложений.

Другие, напротив, критикуют технологию за ее очевидные недостатки. Так, основатель Tesla Илон Маск назвал водородные двигатели «ошеломляюще тупой технологией» [17], которая по эффективности заметно уступает электрическим аккумуляторам. Отчасти он прав: сегодня водородным автомобилям приходится конкурировать с электрокарами, гибридами, транспортом на сжатом воздухе и жидком азоте. И пока что до лидерства им очень далеко.

С одной стороны, в Европе Toyota Mirai II стоит несколько дешевле, чем Tesla Model S (€64 тыс. против €77 тыс.) [18]. Полная зарядка водородного автомобиля занимает около 3 минут — против 30-75 минут для электрокара. Однако вся разница — в обслуживании: Toyota Mirai вмещает 5 кг водородного топлива [19] по цене $8-9 за кг. Таким образом, полный бак обойдется в $45, и его хватит на 500 км — получаем около $9 за 100 км пробега. Для Tesla Model S те же 100 км обойдутся всего в $3.

Но у водородного топлива есть существенное преимущество перед электрическими аккумуляторами — долговечность. Если аккумулятора в электрокаре хватает на три-пять лет, то водородной топливной ячейки — уже на восемь-десять лет. При этом водородные аккумуляторы лучше приспособлены для сурового климата: не теряют заряд на морозе, как это происходит с электрокарами.

Есть еще одна перспективная сфера применения водородного топлива — стационарное резервное питание: ячейки с водородом могут снабжать энергией сотовые вышки и другие небольшие сооружения. Их можно приспособить даже для энергоснабжения небольших автономных пунктов вроде полярных станций. В этом случае можно раз в год наполнять газгольдер, экономя на обслуживании и транспорте.

Основной упрек критиков — дороговизна водородного топлива и логистики. Однако Международное энергетическое агентство прогнозирует, что цена водорода к 2030 году упадет минимум на 30% [20]. Это сделает водородное топливо сопоставимым по цене с другими видами [21].

Если вспомнить, как развивался рынок электрокаров, то его росту способствовали три главных фактора:

  1. Лобби со стороны развитых государств: в США [22], ЕС [23], Японии [24], России [25] и других странах приняты законы в поддержку экологичного транспорта.
  2. Удешевление аккумуляторов: согласно исследованию Bloomberg New Energy Finance, за последние десять лет цены на литий-ионные аккумуляторы упали с $1200 до $137 за кВт·ч.
  3. Развитие инфраструктуры: специальные электрозарядные станции и зарядки в крупных бизнес-центрах, на парковках ТЦ и аэропортов.

Водородные двигатели ждет примерно тот же сценарий. В Toyota видят главные перспективы [26] для водородных двигателей в компактных автомобилях, а также в среднем и премиум-классе. Пока что производство не вышло на тот уровень, чтобы бюджетные модели работали на водороде и оставались рентабельными. Современные водородные машины стоят вдвое дороже обычных [27] и на 20% больше, чем гибридные.

Согласно прогнозу Markets&Markets [28], к 2022 году объем мирового производства водорода вырастет со $115 до $154 млрд. Остается главный вопрос: как быть с инфраструктурой? Чтобы водородные двигатели стали массовыми, нужны сети заправок, трубопроводы для топлива, отлаженные логистические цепочки. Все это пока только зарождается. Но и тут есть позитивные сдвиги: например, канадская Ballard Power по заказу китайского Министерства транспорта запустила пилотный проект, в рамках которого водородное топливо можно будет заливать в обычные АЗС.

Генератор водорода для автомобиля

Водород давно считается едва ли не лучшей заменой бензину. Это неудивительно, ведь при его сгорании выделяется вода, а не вредные вещества. Вот только, несмотря на все очевидные преимущества, споры и дискуссии про водородный автомобиль идут до сих пор. И это притом что многие корпорации, Toyota, BMW, Ford, постоянно ведут работы по использованию такого газа как источника энергии для движения машины.

Выбор электродов


Основные компоненты

Как правило, электроды изготовлены из металла или графита, поэтому они проводят электрическую энергию в воду. Важно подобрать такой материал, который не будет реагировать с кислородом или растворенным веществом, иначе реакция будет проходить на поверхности катода (отрицательный электрод), а вода будет загрязняться при этом.

Применение неподходящих электродов способствует уменьшению объемов производимого газа и слишком быстрому износу электрода.

Двигатель на водородном топливе

Есть две перспективы. Первая (краткосрочная) — необходимо добиться большей эффективности использования нефтетоплива, долгосрочная — решением может стать переключение транспортных средств с бензиновых/дизельных двигателей на электрические топливные элементы (электрохимические генераторы), работающие на водороде, которые никогда не разряжаются. Бесшумные, не загрязняющие окружающую среду, это одни из самых экологически чистых источников энергии, когда-либо разработанных. Разберёмся, как они работают.

Есть два способа заставить современный автомобиль двигаться:

  1. Использовать двигатель внутреннего сгорания (ДВС). В процессе сжигания нефотетоплива вырабатывается тепло, благодаря чему транспортное средство может ехать.
  2. Электромобили работают совершенно по-другому. Там используются аккумуляторы, которые подают электроэнергию на электродвигатели, напрямую приводящие в движение колеса.

Есть гибридные автомобили, сочетающие оба варианта, водитель может переключатся между ними в соответствии с условиями вождения. Устройство водородного двигателя — нечто среднее между ДВС и аккумулятором. Он вырабатывает энергию, используя топливо из бака (газообразный водород под давлением, а не бензин или дизель). Процесса сжигания нет, h3 химически соединяется с кислородом из воздуха, образуя воду. Высвобождаемое электричество используется для питания электродвигателя. Никаких выхлопных газов.

Что происходит внутри

В основе принципа действия водородного двигателя лежит электрохимическая реакция. Состав топливного элемента — это три основные части:

  • положительно (желтая) и отрицательно (сиреневая) заряженные клеммы;
  • электролит (серый).

Электричество возникает следующим образом:

  1. Газообразный h3 из резервуара подаётся к положительному полюсу. Поскольку вещество взрывоопасно, бак должен быть чрезвычайно прочным.
  2. Кислород из воздуха (голубые капли) идёт по второй трубке.
  3. Положительная клемма металлическая (платина или палладий). Достигая катализатора, атомы h3 распадаются на ионы и электроны.
  4. Положительно заряженные протоны притягиваются к отрицательному полюсу, двигаясь к нему через электролит. Последний представляет собой тонкую полимерную мембрану.
  5. Электроны проходят через внешнюю цепь.
  6. Приходит в действие электродвигатель, заставляющий колёса автомобиля двигаться.
  7. На отрицательной клемме протоны и электроны рекомбинируют с кислородом путём химической реакции, которая производит воду.
  8. Выхлоп — водяной пар.

Процесс будет продолжаться до тех пор, пока есть запасы h3 и O2. Поскольку воздух всегда доступен, единственный ограничивающий фактор — количество водорода h3 в баке.

Проект генератора водорода


Как работает?

Существуют очень простые системы, используемые для производства водорода и кислорода за счет электролиза воды. Смысл заключается в том, что для получения достаточного объема газа используется технология без дополнительных химических веществ и эрозии электродов. Можно попробовать изготовить электроды из меди, но этот материал вступает в реакцию с водой и выделяет много загрязнений, поэтому такой вариант плохо подходит.

Мы рекомендуем сделать электроды из нержавейки, так как этот металл не реагирует так легко, как медь в процессе электролиза. Главной проблемой в этом случае становится поиск высококачественной нержавейки.

Количество вырабатываемого газа пропорционально заряду, который проходит через воду. Таким образом, чем выше ток, тем больше газа. Расстояние между электродами для этого должно быть максимально маленьким, но пузырьки газа должны легко передвигаться между ними.

А все-таки попробовать можно – водородный генератор для автомобиля

Несмотря на такой безрадостный вывод о водородной энергетике в промышленном масштабе, можно попробовать использовать вариант получения, так называемого газа Брауна непосредственно на автомобиле. По сути, это тот же самый водород, результат электролиза воды, только проведенного на машине. Под капотом монтируется специальная установка, генератор водорода, питание на которую подается от бортовой сети.

Понятно, что при прочих равных условиях мощность, расходуемая на движение, уменьшится, часть энергии будет дополнительно тратиться на производство газа. Но результаты, полученные в ходе многочисленных испытаний, показывают, что подобная установка позволяет экономить до тридцати процентов бензина.

Как устроен такой генератор, позволяет понять рисунок. Пример изготовления простейшего его варианта показан на видео и

Его основу составляют металлические электроды, часть из которых подсоединена к плюсу, а часть к минусу б/с. Внутрь залита вода (синяя стрелка) а из емкости выходит газ Брауна (голубая стрелка). Через шланг газ подается во впускной патрубок ДВС.

Как реально подобная установка располагается под капотом, видно на фото.

Вот такой небольшой генератор газа Брауна позволит любой автомобиль сделать немного ближе к творениям концерна Toyota или BMW, получая некоторую экономию бензина.

Правда споры по поводу того, получает ли владелец выгоду от такого устройства, не стихают. Одни утверждают что генератор того стоит, другие оперируя формулами и прочими доводами, доказывают что это миф, и на самом деле от водородного генератора нет никакого толку.

Водород считают горючим будущего, но так ли это? Для его повсеместного использования существует множество проблем, и хотя ведущими автопроизводителями, такими например, как Toyota, в этом направлении прилагаются значительные усилия, есть определенные сомнения, что в ближайшем времени водород сможет заменить бензин. Но есть мнение, что если использовать простейший генератор газа Брауна, то вполне возможно добиться экономии бензина на своем автомобиле, не дожидаясь прихода водородной энергетики.

Материал для пластин


Генератор в собранном виде

Для пластин мы советуем использовать также хорошую нержавеющую сталь, которая имеет минимальный риск образования коррозии. Нержавейка не так хорошо проводит электричество, как медь, поэтому пластины электродов создаются из листов толщиной около 2 мм. Это снизит сопротивление. Чем выше качество металла, тем труднее вам будет изготавливать электроды (материал труднее режется).

Пластины электродов мы рекомендуем составлять слоями, а расстояние между ними можно регулировать нейлоновыми шайбами или шайбами из какого-нибудь другого диэлектрического материала. Пластины следует размещать в переменной позиции, чтобы плюсовые чередовались с минусовыми.

О водородной ячейке Мейера

Если вы сделали и испытали вышеописанную конструкцию, то по горению пламени на конце иглы наверняка заметили, что производительность установки чрезвычайно низкая. Чтобы получить больше гремучего газа, нужно изготовить более серьезное устройство, называемое ячейкой Стэнли Мейера в честь изобретателя.

Принцип действия ячейки тоже основан на электролизе, только анод и катод выполнены в виде трубок, вставляющихся одна в другую. Напряжение подается от генератора импульсов через две резонансные катушки, что позволяет снизить потребляемый ток и увеличить производительность водородного генератора. Электронная схема устройства представлена на рисунке:

Примечание. Подробно о работе схемы рассказывается на ресурсе https://www.meanders.ru/meiers8.shtml.

Для изготовления ячейки Мейера потребуется:

  • цилиндрический корпус из пластмассы или оргстекла, умельцы нередко используют водопроводный фильтр с крышкой и патрубками;
  • трубки из нержавеющей стали диаметром 15 и 20 мм длиной 97 мм;
  • провода, изоляторы.

Нержавеющие трубки крепятся к основанию из диэлектрика, к ним припаиваются провода, подключаемые к генератору. Ячейка состоит из 9 или 11 трубок, помещенных в пластиковый либо плексигласовый корпус, как показано на фото.


Под ячейку Мейера можно приспособить готовый пластиковый корпус от обычного водопроводного фильтра

Соединение элементов производится по всем известной в интернете схеме, куда входит электронный блок, ячейка Мейера и гидрозатвор (техническое название – бабблер). В целях безопасности система снабжена датчиками критического давления и уровня воды. По отзывам домашних умельцев, подобная водородная установка потребляет ток порядка 1 ампера при напряжении 12 В и обладает достаточной производительностью, хотя точные цифры отсутствуют.


Принципиальная схема включения электролизера

Крепеж

Крепеж нужно также изготовить из нержавеющей стали, чтобы материалы друг другу соответствовали. Важно добиться плотного прилегания всех элементов, что исключит искрообразование. Не забывайте, что вы имеете дело с горючим газом.

В нашем конкретном случае мы собираем систему из 16 пластин с расстоянием между ними около 1 мм. Большая площадь поверхности, толщина пластин и болты позволяют пропускать через систему более высокие токи без резистивного нагрева металла. Общая емкость электродов -1nF при измерении в воздушной среде. Такой набор электродов может использовать в простой водопроводной воде до 25А.

Практическое использование водородного двигателя

Производство водорода h3 путём электролиза требует довольно много энергии. Это проблема, поскольку объём топливного бака придётся увеличить. Облегчить конструкцию можно, если использовать углепластик, что сильно увеличивает стоимость. Другой минус водородных двигателей — водород трудно хранить длительное время, его чрезвычайно маленькие молекулы легко просачиваются, а утечка может привести к возгоранию.

Ещё один отрицательный момент — энергоэффективность, КПД такого движка не превысит 30%, тогда как для электромобилей этот показатель достигает 70-80%. Плюс ко всему трудно найти заправку.

Преимущества тоже есть. Заправить машину можно за 5 минут, тогда как зарядка электромобиля занимает от получаса до 12 часов. У транспортных средств на топливных элементах такой же запас хода, как у обычных газовых машин, хотя их характеристики с возрастом ухудшаются. Но главный плюс — экологичность.

Корпус генератора водорода

Корпус генератора водорода

Электроды для сбора газа необходимо поместить внутрь контейнера с герметично изолированными разъемами, крышкой и другими соединениями. Контейнер изначально должен быть пищевым и стойким к высоким температурам.

Если контейнер металлический, электроды следует закрепить на пластиковой основе для предотвращения короткого замыкания. Два разъема можно установить с двух сторон медных и латунных фитингов, которые применяются для извлечения газа. Фитинги и контактные разъемы прочно крепятся с применением силиконового герметика, чтобы закрытый контейнер получился совершенно герметичным.

Как сделать водородный двигатель своими руками

Создание генератора водорода — эффективный способом существенного сокращения топливных расходов. Задача — подать в камеру сгорания специальный газ (система Брауна). Ниже приведена простая пошаговая инструкция.

Сборка электролита

Используйте 8 электролитических пластин из нержавеющей стали (16×20 см), уложив их друг на друга. У них уже должно быть отверстие сверху. Просверлите еще по одному отверстию толщиной 1 см. Между ними поместите ПВХ проставки (толщиной 3 мм). Стальные пластины не должны касаться друг друга. С помощью винтового соединения скрепите конструкцию.

Подготовка пластикового контейнера

Подготовьте ёмкость. Вставьте два длинных винта внутрь крышки, зазоры закройте герметиком. Прикрепите провод к каждому винту, обмотав его вокруг, оставьте снаружи контейнера. Сделайте еще одно отверстие в крышке и вставьте туда резиновый шланг, погрузив его в воду. Другой конец трубки должен открываться в пластиковый корпус воздухозаборника автомобиля.

Нужно будет просверлить отверстие в корпусе, чтобы вставить трубку. Для более прочного соединения используйте фитинги из ПВХ на обоих концах. Налейте дистиллированную воду, заполнив половину объёма. Положите пол чайной ложки соли или полную пищевой соды, хорошо перемешайте.

Поместите электролит из нержавеющей стали в контейнер, убедившись, что он хорошо погружен. Любые промежутки внутри ёмкости должны быть заполнены герметиком, чтобы предотвратить утечку газа. Внутри тары мгновенно образуются пузырьки, газ начал вырабатываться.

Соблюдайте осторожность

Вырабатываемый газ – это взрывоопасная смесь водорода и кислорода, поэтому использовать его нужно с максимальной осторожностью. В контейнере содержится много газа, имеется вероятность его возгорания, а при избыточном давлении может даже произойти взрыв. Во избежание детонации газа внутри генератора водорода трубы из контейнера должны соединяться с другим контейнером, наполненным водой наполовину. При возгорании на выходе пламя не проникает обратно в устройство. Это устройство безопасности совершенно необходимо и его необходимо обязательно устанавливать.

Как видите, водородный генератор – это не просто плод воображения, а на самом деле реальное устройство, которое снижает затраты топлива для машины. Также водород неопасный для атмосферы.

Водородная установка для автомобиля, с нее все начиналось

Согласно историческим сведениям, первый двигатель ДВС был водородный, хотя порой использовался и светильный газ. Но потребовалось еще много лет для совершенствования подобного мотора, и только в 1859 году был построен первый самоходный экипаж, топливом для которого служили упомянутые газы. Так что можно сказать, что современный транспорт начинался с автомобиля с водородным двигателем. Хотя в дальнейшем он уступил свое место бензиновому.

Известно несколько случаев, когда при отсутствии привычного горючего, водородный генератор обеспечивал автомобиль топливом. Но тем не менее, при всех достоинствах такого источника энергии он не нашел широко применения, хотя многие автомобильные корпорации, та же самая Toyota, работают над возможностью создания автомобиля на водородном топливе, и надо сказать не без успеха.

Чуть-чуть о доверчивости и наивности

Некоторые находчивые воротилы рекомендуют на продажу водородный генератор на авто. Рассказывают про отделку лазером поверхности электродов или про уникальные тайные сплавы, из которых они выполнены, специализированные катализаторы воды, разработанные в научных лабораториях мира.

Все зависит от способности мысли подобных бизнесменов к полёту научной фантазии. Доверчивость способен выполнить вас за ваши же средства (порой даже не малые) хозяином установки, у которой через два месяца эксплуатации разрушатся контактные пластины.

Если вы захотели этим методом экономить, то лучше собирать установку своими силами. Как минимум, не на кого потом будет пенять.

Типы установок

На данное время водородный генератор для автомобиля может быть укомплектован тремя разными по типу, характеру работы и продуктивности электролизёрами:

  1. Простой, цилиндрического типа. Создает 700 миллилитров газа за минуту. Такой продуктивности достаточно для двигателей с объёмом работы до 1,4 литров.
  2. С ячейками раздельного типа. Является наиболее эффективным по типу конструкции и продуктивности. Выход газа превосходит 2 литра за минуту. Такой объём дает возможность использовать его на грузовом транспорте.
  3. Электролизёр с пластинами открытого типа. Данная конструкция обеспечивает добавочное охлаждение системе, благодаря чему может применяться при непрерывной эксплуатации агрегата. Выход газа изменяется количеством пластин реактора.

Первый вид конструкции вполне достаточен для большинства карбюраторных двигателей. Отсутствует необходимость в установке сложной электронной схемы регулятора продуктивности газа, да и сама сборка подобного электролизёра не представляет трудности.

Для намного мощнее машин предпочтительна сборка второго типа реактора. А для двигателей, работающих на дизеле, и большегрузных машин применяют Третий тип реактора.

Регулятор тока

Водородный генератор на авто во время работы повышает собственную продуктивность. Связано это с выделением тепла при реакции электролиза. Рабочая жидкость реактора чувствует нагрев, и процесс течет намного интенсивнее. Для контроля над течением реакции применяют регулятор тока.

Если не уменьшать его, может случиться просто закипание воды, и реактор перестанет выдавать газ Брауна. Специализированный контролер, выверяющий работу реактора, дает возможность менять продуктивность с увеличением оборотов.

Карбюраторные модели оснащают контроллером с традиционным тумблером 2-ух рабочих режимов: «Магистраль» и «Город».

Водородная установка

Устройство позволяет сократить расход топлива автомобиля до 37%, повышает мощность двигателя и продлевает срок его службы. Кроме этого, установка снижает выброс вредных веществ в атмосферу согласно ЕВРО-4. Установка занимает не более полутора часа. Если вы решите сменить автомобиль, переустановка займет 30-40 мину. Рекомендован к применению на любых двигателях внутреннего сгорания (карбюраторных, инжекторных, дизельных, на газовом оборудовании).

Водородная установка эффективна практически на любом виде транспорта – легковых и грузовых автомобилях, автобусах, джипах, катерах, мотоциклах и т. д. Может также с успехом использоваться на сельскохозяйственной и строительной технике.

Результат действия устройства:

Снижение расхода топлива от 25% — 55%

— Увеличение мощности двигателя до 18%

— Снижение выброса СО и СН на 40% — 80%

— Ощищение цилиндров от углеродистых отложений

— Безопасное использование для двигателя

— Увеличивает срок службы двигателя

— Эластичная работа двигател

— Гарантия 1 год

Наш прибор генерирует водород из воды и добавляет его в воздухозаборник для значительного экономического эффекта. Формула бензина содержит примерно 18 молекул водорода. Поступающий через воздухозаборник, газ, генерируемый из воды, добавляет 2 молекулы водорода к бензину +1 молекулу кислорода в воздух, для полного сгорания топливной смеси. Водород сгорает при температуре на 130 С выше, а так же сгорает быстрее, что является еще одной причиной увеличения КПД ДВС. Водород при высокой температуре вступает в реакцию с сажей, образуя сгораемый без остатка углеводород С+2Н2-СН4.

Ваш двигатель будет очищен от вредных отложений, что чаще всего являются причиной капильного зажыгания и сбоя в стабильности работы двигателя, что в свою очередь приводит к разрушающей детонации и потере мощности.

Данный комплект состоит из электролизера, фильтра газа, расширительный бачок, шланги. Способ выделения газа основан на явлении электролиза воды.

 

№ п.п.

Наименование

Тип двигателя

Стоимость

(евро)

1.

Водородная уст.

карбюратоные и дизельные 

V до 2000…

139,00 €

2.

Водородная уст.

карбюратоные и дизельные 

V до 2500…

299,00 €

3.

Водородная уст.

карбюратоные и дизельные 

V до 3000…

199,00 €

4.

Водородная уст.

карбюратоные и дизельные

 V до 5000…

498,00 €

5.

Водородная уст.

карбюратоные и дизельные

 V до 6000…

299,00 €

6.

Водородная уст.

карбюратоные и дизельные

 V до 8000…

698,00 €

7.

Водородная уст.

карбюратоные и дизельные

 V до 9000…

499,00 €

8.

Водородная уст.

карбюратоные и дизельные
 V до 12000… 

699,00 €

 

Эту страницу так же находят по запросам:

Водородная,установка,топливо,економия,система экономии топлива,водородная установка,водородная установка +на авто,водородная установка +для автомобиля,водородная установка купить,водородная установка +для автомобиля купить,водородная установка +на авто купить

ВОДОРОДНЫЙ ГЕНЕРАТОР — Direct Invest

The purpose of the loan: произвоство водородных генераторов для автотранспорта

Short description

О ТЕХНОЛОГИИ ВОДОРОДНЫХ СИСТЕМ
Исследования “Hydrogen” показали, что двигатели внутреннего сгорания, дополнительно заправленные водородной смесью HHO требуют меньше топлива и производят меньше выбросов углекислого газа.
Эксперименты проводились с целью оценить влияние добавления HHO-газа, полученный электрохимическим путём из воды, к воздуху во впускном коллекторе прямого впрыска дизельного двигателя. Исследования показывают, что добавление HHO-газа может улучшить эффективность процесса сгорания из-за РАЗЛИЧНЫХ свойств сгорания водородной смеси HHO в сравнении с традиционными видами топлива.
ОБ ЭКОНОМИИ ТОПЛИВА С ВОДОРОДНЫМИ HHO СИСТЕМАМИ
Экономия топлива при использовании HHO систем может достигать – 50%.
Рекомендуемое оборудование:
Для достижения наилучших показателей экономии топлива требуется правильное сочетание оборудования: (генератор водорода + электронный контроллер). Электронные контроллеры регулируют расход водорода и управляют сигналами датчиков автомобиля. Мы предлагаем различные электронные продукты, совместимые со всеми существующими HHO системами.
Экономить топливо с ННО системами можно на любом автомобиле!
ННО системы с высокотехнологичной электроникой, контролирующей работу HHO генератора подходят как для бензиновых, так и дизельных двигателей и могут быть установлены на – легковые автомобили, грузовые автомобили, коммерческий транспорт, микроавтобусы, трактора, лодки, электрогенераторы и любую другую технику с двигателем внутреннего сгорания.
Средние показатели экономии топлива:
Автомобиль с дизельным двигателем 20-50%
Автомобиль с бензиновым двигателем 20-60%
Автомобиль с газовой установкой 20-40%
Как HHO-газ работает в Вашем автомобиле?
В двигателе находятся поршни, которые быстро двигаются вверх и вниз со стабильной скоростью, обеспечивая мощность автомобиля. Когда поршень находится в нижнем положении он создает вакуум, который всасывает топливо и воздух (Подвод). Когда поршень поднимается, он сжимает топливную смесь (Компрессия) и свеча её зажигает (Мощность). В идеальном двигателе, возгорание топливной смеси должно происходить, когда поршень находится в самой верхней позиции. Но, к сожалению, в большинстве двигателей возгорание происходит раньше и топливо не сгорает полностью. Это приводит к неэффективной работе двигателя, повышенному расходу топлива и повышенным вредным выбросам СО2 в атмосферу.
Когда водородная смесь HHO смешивается с топливом Вашего автомобиля, она повышает октановое число топливной смеси (топливо + HHO-газ), так-же повышается и объем компресии необходимый для возгорания топлива. Поршень должен полностью сжать топливную смесь для ее возгорания, HHO-газ дополнительно помогает топливу сгореть более эффективно, благодаря чему снизить вредные выбросы СО2 в атмосферу. Таким образом увеличивается КПД сгорания топлива, повышается мощность двигателя, он становится “живее” и , как итог – снижается расход топлива (л/км).
Кратко о водородом генераторе экономии топлива для любого вида автотранспорта:
Сегодня доступна новая водородная система экономии топлива , которая позволяет значительно сократить расход топлива вашего автомобиля. Просто используйте классическое топливо (бензин, дизтопливо или газ) в смеси с водородом, который производится в необходимом количестве непосредственно в вашем автомобиле, путём электролиза. Водород подаётся в камеру сгорания двигателя, через коллектор подачи воздуха, смешивается с органическим топливом (бензин, дизтопливо или газ) и сгорает в двигателе.
Эффект экономии достигается из-за лучшего горения смеси углеродного топлива и HHO-газа. Это даёт возможность топливу сгорать почти полностью, ощутимо увеличивая КПД и потенциал двигателя.
Результаты  водородных HHO систем:
• Снижение расхода топлива от 20% до 50%
• Увеличение мощности двигателя до 25%
• Снижение вредных выбросов CO3, СН до 80%
• Очищение цилиндров от копоти
• Понижение рабочей температуры двигателя
• Эластичная работа двигателя
• Продление срока эксплуатации двигателя bez HHO
Планируется три типа установок для отопления помещений: до 250 м2, до 500 м2 и до 1000 м2. Водородная установка дает отопление, горячую воду и водород на варочные поверхности. Таким образом, вместо природного газа будет безвредный водород 3 в 1.
Это водородный генератор, который работает на отопление 300 м2 потребляет менее 2 КВт/час!!!
Водородные установки для автомобилей любого типа и любого типа топлива экономят в среднем от 30%, но чем старше машина, тем выше экономия, может доходить до 50-60%.
Запуск мелкосерийного производства обойдется в 150-200$ тыс, серийное производство порядка 1,5-2$ млн.
Так же есть второй вид использования водорода в чистом виде для систем отопления и горячей воды, где водород сгорает в специальном котле при температуре 3600С…тоже абсолютно безопасен, даже если его потушить, будет идти обыкновенный пар.
Здесь водородный генератор который работает на отопление 300 м2 потребляет менее 2 КВт/час!!!
Готовы при реальной заинтересованности все презентовать.
Можно для старта запустить водородные генераторы для автотранспорта, тема очень понятная и очень перспективная, для старта здесь хватит и 80$ тыс, а уже в производство вкладываться чуть позже.
Проект очень быстро окупаемый, высокорентабельный.

Авто на воде-2 — Автоцентр.ua

Наш майский отчет об испытаниях ВАЗ-21011 с «водородной» системой питания («АЦ» № 21’2009) до сих пор обсуждается в редакционной почте и интернет-форумах. Теперь в наши руки попала «водородная» Daewoo Nexia…

Наш майский отчет об испытаниях ВАЗ-21011 с «водородной» системой питания («АЦ» № 21’2009) до сих пор обсуждается в редакционной почте и интернет-форумах. Теперь в наши руки попала «водородная» Daewoo Nexia…

Полгода назад мы смонтировали на «копейку» реактор, подающий в систему питания карбюраторного двигателя полученную из воды горючую смесь газов, называемую газом Брауна, гремучей смесью, а в народе – просто водородом. Системы подобного типа рекламируются в Интернете, продавцы обещают существенное повышение мощности, снижение токсичности выхлопа и, самое главное, 20–50% экономии топлива. Напомним – три месяца автомобиль тестировали в режимах загородных поездок и ежедневной городской эксплуатации, а также на динамометрическом мощностном стенде. Результаты не оправдали обещаний: экономия оказалась на уровне 6-7%, мощность выросла на 2-3 л. с. на малых оборотах и упала на 2–4 л. с. – на высоких, крутящий момент «внизу» увеличился на 5–7 Нм и уменьшился «вверху» на 4–6 Нм.

Для изготовления электролита в реакторе применятся дистиллированная вода и гранули­рованная щелочь. Косвенно о плотности можно судить по силе тока, потребляемого системой. Он должен находиться в пределах 6–8 А.

Некоторые читатели, приверженцы «водородной идеи», упрекали нас в том, что для теста мы выбрали не самый совершенный, недоработанный комплект. И вот в наши руки попала инжекторная Daewoo Nexia с уже более «продвинутой» системой. Ее владелец утверждал, что новая система позволяет экономить до 30% топлива. Мы решили проверить это, проведя испытания по той же методике.

Конструкция

Объем электролита в реакторе такого типа невелик, поэтому в схему включен расширительный бачок из нержавеющей стали (1).

Работа устройства основана на применении газа Брауна – смеси кислорода с водородом, которую оно само и вырабатывает. Считается, что добавленная к бензино-воздушной смеси, она является катализатором, повышая эффективность сгорания топлива. Получают газ из воды путем электролиза – в реакторе с двумя группами электродов, подключенных к напряжению 12 В и погруженных в электролит (раствор щелочи). Выделяющийся газ по трубке засасывается во впускной коллектор.

На испытанной Daewoo Nexia с 1,5-литровым впрысковым двигателем установлена усовершенствованная по сравнению с примененной на ВАЗ-21011 («АЦ» № 21’2009) система. В ее реакторе – пластинчатые электроды, а не проволочные спирали, как у ВАЗа. Сепаратор – это своего рода емкость для приготовления электролита и расширительный бачок реактора, а водяной затвор защищает систему от обратных хлопков во впускном тракте, которые могут вызвать взрыв реактора. Ведь в отличие от примененной на «копейке» системы газ в реакторе «Нексии» выделяется бурно и увлекает за собой в шланг капли жидкости.

Расход топлива

Во время теста на каждые 100 километров мы заливали бак по самую пробку. После заезда снова заполняли его. Объем вмес­тившегося топлива и составил расход бензина.

Расход топлива мы замеряли на загородном шоссе, по которому без активных ускорений и лишних перестроений двигались со скоростью 90–100 км/ч. Первый заезд на расстояние 100 км был совершен с включенной «водородной» установкой, второй – с выключенной. Каждый заезд состоял из двух 50-километровых отрезков, противоположных по направлению. При работе на бензино-водородной смеси автомобиль брал на 100 км пробега 5,35 л бензина А-95, при работе на чис­том «девяносто пятом» он «съел» 5,42 л. Разница составила 0,07 л – менее 1,3%, что не превышает погрешности измерения.

Мощность и крутящий момент

На стенде наша Nexia без труда «раскручивалась» до 170 км/ч. И с газом Брауна, и без него…

 

Расход расходом, а может быть, мощность и крутящий момент увеличились? Чтобы снять эти данные, мы отправились на динамометрический стенд. Замеры были повторены несколько раз – увы, результаты тестов Daewoo Nexia на чистом бензине и с примесью газа Брауна практически одинаковы. Мощность отличается незначительно – всего на 0,2 л. с. (причем в пользу чистого бензина!), а крутящий момент совпадает.

Мнение

Андрей К. Эксперт по техническим вопросам компании «Автолидер»

В смонтированной на данный автомобиль «водородной» системе я бы отметил несколько недостатков, которые могут быть причиной ее неэффективности. Во-первых, инжекторному двигателю требуется специальный эмулятор – электронное устройство, «обманывающее» блок управления двигателем, предоставляя ему откорректированную информацию от расходомера воздуха и лямбда-датчика. Ведь параметры сгорания топливной смеси и состав отработавших газов при участии газа Брауна отличаются от чисто бензинового варианта, и нужно, чтобы ЭБУ понимал их правильно. Во-вторых, газ лучше подавать в двигатель непосредственно перед дроссельной заслонкой, чтобы газ быстрее попадал во впускной коллектор при открытии заслонки. После доработки этой системы положительный эффект должен быть.

 

Результат без результата

Похоже, снова неудача. Мы искренне хотели, чтобы водородная система питания оказалась эффективной, но увы… Не исключено, однако, что нам снова попался не самый совершенный экземпляр или он требует более тщательной настройки. Так что тема альтернативного автомобильного топлива остается открытой.

Продолжение следует

На этапе подготовки данной статьи с редакцией связались представители компании, специализирующейся на энергосберегающих технологиях для автотранспорта и устанавливающей подобные гидролизеры на профессиональном уровне. Нам предложили для теста автомобиль, оснащенный одной из таких установок. Поэтому на протяжении месяца мы проверим эффективность работы еще одной «водородной» системы.

Игорь Широкун
Фото Андрея Яцуляка

Редакция благодарит компанию Car Set за помощь в подготовке материала

Центр данных по альтернативным видам топлива: развитие инфраструктуры водородного топлива

Наличие станций, производящих недорогой водород в местах, где будут использоваться транспортные средства, остается ключевой проблемой для внедрения этой технологии. Чтобы решить эту проблему, Министерство энергетики США (DOE) запустило h3USA — государственно-частное сотрудничество с федеральными агентствами, автопроизводителями, поставщиками водорода, разработчиками топливных элементов, национальными лабораториями и другими заинтересованными сторонами.h3USA сосредоточена на развитии водородной инфраструктуры для поддержки большего количества вариантов транспортировки энергии для потребителей в США.

В середине 2021 года в США было 48 открытых розничных водородных станций. Кроме того, не менее 60 станций находились на разных стадиях планирования или строительства. Большинство существующих и планируемых станций находились в Калифорнии, одна на Гавайях и 14 запланированных в северо-восточных штатах. По мере расширения рынка водородные заправочные станции будут совпадать с выпуском автомобилей, поскольку оба они растут вместе.Ожидается, что клиенты будут иметь такой же опыт работы на водородных заправочных станциях, как и на автозаправочных станциях, при этом большинство дозаторов водорода будут добавлены на существующие автозаправочные станции.

Альтернативный локатор заправочных станций позволяет пользователям искать общественные и частные заправочные станции, работающие на водороде. Предложите новые водородные станции для включения в локатор станций, используя форму «Отправить новую станцию».

Безопасность, нормы и стандарты

Многие современные нормы и стандарты безопасности при работе с водородом основаны на практике химической и аэрокосмической промышленности.Министерство энергетики координирует усилия организаций, занимающихся нормами и стандартами, по разработке более надежных норм и стандартов, обеспечивающих безопасное использование водорода для транспорта и стационарных приложений. Одним из результатов этих усилий является NFPA 2, гармонизированный национальный стандарт для инфраструктуры транспортных средств на водороде.

Узнайте больше о безопасности водорода, кодексах и стандартах в офисе технологий водорода и топливных элементов.

Демонстрационные проекты

В дополнение к техническим проблемам, которые решаются с помощью исследований и разработок, существуют препятствия для успешного внедрения инфраструктуры заправки водородом, которые можно устранить только путем интеграции компонентов в полные системы.Министерство энергетики разрабатывает и тестирует полные системные решения, которые проверяют интегрированные технологии водорода и топливных элементов для транспорта, инфраструктуры и производства электроэнергии в системном контексте в реальных условиях эксплуатации.

Узнайте больше о системном анализе и проверке технологий в отделе технологий топливных элементов. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии также располагает информацией о проверке технологий использования водорода и топливных элементов.

Центр данных по альтернативным видам топлива: Исследования и разработки в области водорода

У.Министерство энергетики США (DOE) и его партнеры решают проблемы включения водорода в энергетическую систему США. Концепция [email protected] Министерства энергетики США исследует потенциал широкомасштабного производства и использования водорода в энергетических секторах. Основные категории исследований и разработок (НИОКР) в области водорода, спонсируемых Министерством энергетики, перечислены ниже.

Производство водорода

Производство водорода Исследования и разработки важны для того, чтобы сделать водород конкурентоспособным по стоимости по сравнению с традиционными видами топлива при минимизации воздействия производства на окружающую среду.Узнайте больше о деятельности по исследованиям и разработкам в области производства водорода в офисе технологий производства водорода и топливных элементов.

Доставка водорода

R&D помогает совершенствовать технологии экономичного распределения водорода от места производства до места конечного использования, например, в автомобилях на топливных элементах.

Узнайте больше о научно-исследовательской деятельности по доставке водорода в офисе технологий водорода и топливных элементов.

Хранилище водорода

Исследования и разработки

важны для совершенствования технологий, чтобы электромобили на топливных элементах могли хранить достаточное количество водорода на борту, чтобы обеспечить дальность пробега не менее 300 миль, не занимая лишнего места или увеличивая вес.

Узнайте больше об исследованиях и разработках в области хранения водорода в отделе технологий производства водорода и топливных элементов.

Топливные элементы и транспортные средства

Исследования и разработки в области водородных топливных элементов направлены на снижение стоимости и размеров систем топливных элементов, а также на повышение производительности и долговечности систем топливных элементов с мембраной из полимерного электролита для транспортировки, а также для небольших стационарных и портативных устройств. Исследования электромобилей на водородных топливных элементах важны для разработки технологий, улучшающих системы, подсистемы и компоненты топливных элементов.

Узнайте больше об исследованиях и разработках топливных элементов в офисе технологий водорода и топливных элементов.

Производство

Исследования и разработки в области производства водорода важны для того, чтобы помочь Соединенным Штатам перейти от сегодняшних компонентов и систем к крупносерийным коммерческим продуктам.

Узнайте больше о производственных исследованиях и разработках в офисе технологий водорода и топливных элементов.

Исследования и разработки в национальных лабораториях

Многие национальные лаборатории Министерства энергетики США проводят НИОКР по водороду и топливным элементам:

Также узнайте о развитии инфраструктуры водородного топлива.

Маск называет водородные топливные элементы «глупыми», но технология может угрожать Tesla

Клиент заправляет автомобиль водородом на заправочной станции TrueZero в Милл-Вэлли, Калифорния. Штат тратит более 2,5 миллиардов долларов в фонды чистой энергии для ускорения продаж автомобилей на водороде и аккумуляторных батареях. Сюда входит 900 миллионов долларов, предназначенных для завершения строительства 200 водородных станций и 250 000 зарядных станций к 2025 году.

Bloomberg | Блумберг | Getty Images

Тесла и ее конкуренты на рынке электромобилей с батарейным питанием доминируют в спорах о том, кто будет контролировать будущее автомобилей, но есть еще один вид экологически чистых транспортных технологий, который проникает в Соединенные Штаты, и он основан на наиболее распространенном ресурс во Вселенной.

Электромобили на топливных элементах (FCEV) объединяют водород, хранящийся в баке, с кислородом из воздуха для производства электроэнергии с водяным паром в качестве побочного продукта. В отличие от более распространенных электромобилей с батарейным питанием, автомобили на топливных элементах не нужно подключать к розетке, а дальность хода всех современных моделей на полном баке превышает 300 миль. Они заправляются через форсунку почти так же быстро, как и традиционные бензиновые и дизельные автомобили. В то время как сами автомобили на топливных элементах выбрасывают только водяной пар из своих выхлопных труб, Союз обеспокоенных ученых отмечает, что производство водорода может привести к загрязнению окружающей среды.Хотя количество возобновляемых источников водорода, таких как сельскохозяйственные угодья и мусорные свалки, увеличивается, большая часть водорода, используемого в качестве топлива, поступает из традиционной добычи природного газа. Тем не менее, отдача все же меньше, чем у бензиновых аналогов.

Водородная энергетика присутствует на рынке уже много лет, но ее мощность крайне ограничена. В настоящее время в Калифорнии насчитывается 39 общественных водородных заправочных станций (еще 25 находятся в стадии разработки), а также пара на Гавайях. Теперь Восточное побережье обзаводится собственной инфраструктурой.Несколько станций запущены и работают, и еще больше находится в разработке в Нью-Йорке, Нью-Джерси, Массачусетсе, Коннектикуте и Род-Айленде.

Коммерческий успех, проблемы потребителей

Водород более популярен на коммерческом рынке. Более 23 000 вилочных погрузчиков на топливных элементах работают на складах и в распределительных центрах по всей территории США в более чем 40 штатах, в том числе на предприятиях Amazon и Walmart. Десятки автобусов на топливных элементах используются или планируются в Огайо, Мичигане, Иллинойсе и Массачусетсе, а также в Калифорнии.

Потребительские водородные заправочные станции увеличиваются во всем мире. Toyota и Honda объединяются с правительством Квебека для строительства водородной инфраструктуры в Монреале в этом году, и даже богатая нефтью Саудовская Аравия строит свою первую станцию.

Toyota, второй по величине автопроизводитель в мире, является крупнейшим игроком на потребительском рынке автомобилей на водородных топливных элементах в США. Его Mirai — семейный автомобиль на водородных топливных элементах — нашел 5000 покупателей с момента его представления осенью 2015 года.Расс Кобл, представитель группы экологических и передовых технологий Toyota, сказал, что компания ожидает увеличения продаж по мере открытия новых заправочных станций.

«Toyota уже давно утверждает, что технология водородных топливных элементов может быть решением с нулевым уровнем выбросов для широкого спектра типов транспортных средств», — сказал он.

Toyota говорит, что масштабируемость технологии водородных топливных элементов также привела к двум заявкам на технико-экономическое обоснование в Калифорнии в другой области, представляющей интерес для Tesla: грузовики с полуприцепом.

Полуприцеп Toyota Motor, работающий на водородных топливных элементах, представлен на выставке AutoMobility в Лос-Анджелесе перед автосалоном в Лос-Анджелесе

Патрик Т. Фэллон | Блумберг | Getty Images

Honda также взяла на себя большие обязательства по использованию водорода. По словам представителя Honda Натали Кумаратне, в настоящее время на дорогах США находится около 1100 автомобилей Honda Clarity Fuel Cell. Honda предлагает в аренду только Clarity Fuel Cell в Калифорнии — она предлагает аккумуляторную электроэнергию и гибридные версии автомобиля в аренду или на продажу.Из 20 174 автомобилей Clarity, проданных или сданных в аренду в 2018 году, 624 были вариантами на топливных элементах, 948 — с электрическим аккумулятором и 18 602 — с подключаемым гибридом.

Honda и Toyota объединились с дочерней компанией Shell Oil для строительства новых водородных заправочных станций в Калифорнии. По словам Кумаратне, на данный момент построено два, а еще пять находятся в работе. Компания выступает за строительство станций на северо-востоке США, несколько из которых находятся в стадии разработки. «Партнерство с другими производителями водородных топливных элементов и авторитетами в отрасли имеет смысл.У всех нас есть своя шкура в игре», — сказала она.

Hyundai, которая в настоящее время имеет 220 автомобилей на водородных топливных элементах на дорогах США, также видит рост продаж. «Мы ожидаем, что Северо-Восток станет следующим крупным регионом рост водородной инфраструктуры», — сказал Дерек Джойс, представитель корейского производителя продукции и группы передовых силовых агрегатов. рынок.

По состоянию на 1 февраля в США было продано и сдано в аренду чуть более 6000 электромобилей на топливных элементах, что вдвое больше Японии, следующего по величине рынка.

Маск о водородных «дурацких элементах»

Соучредитель и генеральный директор Tesla Илон Маск назвал водородные топливные элементы «невероятно глупыми», и это не единственное негативное высказывание, которое он сказал об этой технологии. Он назвал их «дурацкими ячейками», «кучей мусора» и сказал акционерам Tesla на ежегодном собрании много лет назад, что «успех просто невозможен.

Маск нашел неожиданный источник поддержки в 2017 году, когда Йошикадзу Танака, главный инженер, отвечающий за Mirai, сказал Reuters: «Илон Маск прав — лучше заряжать электромобиль напрямую от сети». Исполнительный директор добавил, что водород является жизнеспособной альтернативой бензину. Председатель Toyota Такеши Утиямада сказал агентству Рейтер на том же автосалоне в Токио в 2017 году: «Мы действительно не видим враждебных отношений с «нулевой суммой» между EV (электромобилем с батарейным питанием) и водородный автомобиль.Мы вовсе не собираемся отказываться от технологии водородных электрических топливных элементов». KPMG обнаружили, что водородные топливные элементы имеют лучшее долгосрочное будущее, чем электромобили, и станут «настоящим прорывом» (78 процентов), а руководители автомобильных компаний назвали короткое время дозаправки всего в несколько минут в качестве основного преимущества. 62% сказали KPMG, что проблемы с инфраструктурой приведут к краху рынка электромобилей с батарейным питанием.

В Калифорнии продолжаются дебаты о том, окупили ли субсидии, предложенные государством для запуска рынка топливных элементов, инвестиции, судя по ограниченному использованию заправочных станций и отсутствию прибыли. Калифорния привержена усилиям, начатым бывшим губернатором Джерри Брауном, по финансированию инициатив по возобновляемым источникам энергии, которые включали план создания автомобилей с нулевым уровнем выбросов на сумму 900 миллионов долларов и финансирование инфраструктуры зарядки электромобилей, включая 200 водородных станций к 2025 году.

Мы могли видеть системы водородных топливных элементов, которые стоят в четыре раза меньше, чем литий-ионные батареи, а также обеспечивают гораздо большую дальность действия.

Дэвид Антонелли

Кафедра физической химии Ланкастерского университета

GM не выпустила автомобиль на топливных элементах для потребительского рынка, но у нее есть совместное предприятие с Honda по производству блоков топливных элементов на заводе в Мичигане, сделка, которая началась в 2013 году и расширилась в 2017 году, когда обе компании заявили, что завод в Мичигане, где производятся топливные батареи, сможет производить автомобили, начиная с 2020 года.

Ford экспериментировал с вариантами топливных элементов для автомобилей Focus и Fusion, а также Edge кроссовер, но не предлагает такие автомобили для продажи.

«Учитывая неуклонно растущую долю возобновляемых источников энергии, водородные топливные элементы могут сыграть важную роль в будущем», — сказал представитель Ford. «Однако с точки зрения широкого выхода на рынок батарея в настоящее время находится в более выгодном положении, чем топливный элемент — не в последнюю очередь из-за ситуации с затратами и доступной инфраструктуры. Наша работа будет по-прежнему сосредоточена на электрификации, поскольку мы следим за прогрессом водорода. В настоящее время у нас нет планов предлагать автомобили на водородных топливных элементах».

Fiat Chrysler не продает автомобили на топливных элементах в США.S., но в течение 15 лет он поддерживал исследования под руководством профессора Дэвида Антонелли, заведующего кафедрой физической химии в Ланкастерском университете в Великобритании, которые могли снизить стоимость технологии. Его команда работает с материалом, который позволяет топливным бакам быть меньше, дешевле и более энергоемкими, чем существующие технологии водородного топлива, а также автомобили с батарейным питанием.

«Стоимость производства нашего материала настолько низка, а плотность энергии, которую он может хранить, настолько выше, чем у литий-ионной батареи, что мы могли бы увидеть системы водородных топливных элементов, которые стоят в четыре раза меньше, чем литий-ионные батареи, а также обеспечивает гораздо большую дальность», — сказал Антонелли.Технология была лицензирована для коммерческой компании под названием Kubagen, созданной Антонелли.

Модель автомобиля и цены на заправку остаются большими проблемами

Безопасность вызывает беспокойство, так как водород легко воспламеняется, как и бензин и литий-ионные батареи. Транспортировка водорода для использования на заправочных станциях создает дополнительные риски для безопасности — на станциях используются датчики для контроля утечек. В Калифорнии не было зарегистрировано серьезных инцидентов, а промышленный сектор транспортировал водород на протяжении десятилетий.

По данным Национальной ассоциации противопожарной защиты, транспортные средства на альтернативном топливе, в категорию которых входят как водородные топливные элементы, так и электрические аккумуляторы, не более опасны, чем традиционные двигатели внутреннего сгорания. Статистика NFPA показывает, что примерно каждые 3 минуты в США происходит возгорание автомобиля с двигателем внутреннего сгорания.

Однако самым большим препятствием может быть стоимость.

Средняя цена на водородное топливо в Калифорнии составляет около $16/кг — бензин продается галлонами (объем), а водород — килограммами (вес).Чтобы представить это в перспективе, 1 галлон бензина имеет примерно такое же количество энергии, как 1 кг водорода. Большинство электромобилей на топливных элементах несут от 5 до 6 кг водорода, но проезжают в два раза больше, чем современный автомобиль с двигателем внутреннего сгорания с эквивалентным газом в баке, что соответствует эквиваленту бензина на галлон от 5 до 6 долларов.

По данным Агентства по охране окружающей среды (EPA), автомобили на водородных топливных элементах в настоящее время имеют запас хода в среднем от 312 до 380 миль. Их заправка из пустого места будет стоить около 80 долларов (большинство водителей не позволяют баку полностью опустошиться перед заправкой, поэтому в конечном итоге заправка обойдется в 55–65 долларов).В настоящее время эту стоимость оплачивают автопроизводители, которые предоставляют арендаторам предоплаченные карты на три года заправки на сумму до 15 000 долларов. В Калифорнии, где цены на бензин самые высокие в стране, заправка обычного автомобиля с большим бензобаком может стоить 40 долларов и более.

Kelley Blue Book оценивает ежегодные затраты на топливо для Toyota Mirai, Honda Clarity Fuel Cell и Hyundai Nexo в 4495 долларов, что в три-четыре раза превышает стоимость бензиновых альтернатив.

«Мы понимаем, что автопроизводители не могут продолжать платить за топливо, и мы видим прямой путь к этому, но это масштабная игра, и нам нужно набрать критическую массу», — сказал Шейн Стивенс, директор и руководитель отдела разработки. сотрудник компании FirstElement Fuel, которая управляет 19 из 39 водородных заправочных станций в Калифорнии и строит 12 из 25 дополнительных станций для штата.Ближайшая цель его компании — 10 долларов за кг, что соответствует примерно 4 долларам за галлон газа. «Это хороший краткосрочный приемлемый показатель, который можно будет достичь в ближайшие три-пять лет и избавить людей от топлива, субсидируемого автопроизводителями», — сказал Стивенс.

Самая большая проблема: Машины остаются дорогими. Nexo, например, является самым дорогим Hyundai, продаваемым в США, со стартовой ценой в 59 345 долларов (стартовые цены на Santa Fe сопоставимого размера начинаются с 24 250 долларов). Модели на топливных элементах Toyota Mirai и Honda Clarity имеют аналогичную рекомендованную производителем розничную цену в диапазоне 59 000 долларов.Покупка этих автомобилей имеет право на государственные скидки — в Калифорнии доступна налоговая скидка в размере 5000 долларов.

Лизинг был популярным выбором потребителей для электромобилей на топливных элементах и ​​батареях, потому что технология является новой, и первые пользователи не хотят быть привязанными к текущей модели в течение длительного времени по мере развития технологии и повышения эффективности.

Как и в случае с любой новой технологией, стоимость топливных элементов должна снизиться, если рынок будет расти и достигнет эффекта масштаба в производстве и инфраструктуре.«Honda имеет долгосрочную приверженность водороду, но вы не можете продавать автомобили без инфраструктуры», — сказал Кумаратне.

Стивенс сказал, что если рынок может достичь «нескольких сотен тысяч автомобилей» в Калифорнии, он может быть конкурентоспособным по стоимости с бензином. Это представляет собой большой скачок по сравнению с 6000 проданных автомобилей, но большинство новых автомобильных рынков начинаются с ограниченных серий производства. Toyota заявила, что планирует увеличить производство с 3000 единиц Mirai в год до 30 000 автомобилей к 2021 году. «Это десятикратное увеличение.»

«Несколько сотен тысяч автомобилей в Калифорнии не за горами. И это только Toyota», — сказал Стивенс. «Речь идет не о субсидировании всего роста инфраструктуры, а просто о том, чтобы помочь нам преодолеть горб, и это уже на горизонте. Если мы доберемся до нескольких сотен тысяч автомобилей, мы действительно сможем отказаться от государственных субсидий и стать самодостаточными».

Исправление: водород — самый распространенный ресурс во вселенной. эта статья исказила этот факт.

Автомобили на водородных топливных элементах | Агентство по охране окружающей среды США

Транспортные средства на водородных топливных элементах (FCV) похожи на электромобили (EV) тем, что они используют электродвигатель вместо двигателя внутреннего сгорания для привода колес. Однако, в то время как электромобили работают от аккумуляторов, которые необходимо подключить для перезарядки, FCV вырабатывают электроэнергию на борту. В топливном элементе газообразный водород (H 2 ) из топливного бака автомобиля соединяется с кислородом (O 2 ) из воздуха для выработки электроэнергии с использованием только воды и тепла в качестве побочных продуктов процесса.

Узнайте, как работают топливные элементы

Наличие

Несколько производителей автомобилей продают или сдают в аренду FCV на отдельных рынках, в основном в Калифорнии, где уже существует несколько водородных заправочных станций. Водородная инфраструктура также появляется в других местах по всей стране. Станции планируются или строятся на северо-востоке и на Гавайях, а транзитные автобусы на топливных элементах уже курсируют по улицам таких городов, как Бостон, штат Массачусетс, и Флинт, штат Мичиган.В ближайшие несколько лет планируется расширить предложения FCV по мере роста инфраструктуры и развития технологий.

Посмотреть доступные модели автомобилей на топливных элементах

Узнайте, где в США расположены водородные заправочные станции

Знаете ли вы?

Водородное топливо можно производить из воды. В процессе, называемом электролизом, электричество используется для разделения воды на H 2 и O 2 . Электричество может поступать из возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца.

Выбросы

Как и электромобили, FCV являются транспортными средствами с нулевым уровнем выбросов — у них нет выбросов, связанных со смогом или парниковыми газами. Выбросы образуются в процессе производства и транспортировки водородного топлива.

Хотя во Вселенной много водорода, его необходимо отделить от других соединений, чтобы использовать в качестве топлива. Этот процесс может быть энергоемким. Количество выбросов, связанных с производством водородного топлива, зависит от источника водорода и метода производства.В настоящее время большая часть водорода, используемого в качестве топлива, поступает из природного газа, но водородное топливо также можно производить из воды, нефти, угля и растительного сырья. Водород можно производить даже из мусора! В пилотных проектах для производства водородного топлива использовался свалочный газ и сточные воды.

Узнайте о различных способах производства водородного топлива

Узнайте больше о выбросах при производстве водорода

Заправка и тренировочное поле

Заправка водородного FCV аналогична заправке бензобака.Просто прикрепите насадку к специальному диспенсеру с водородом на общественной станции и заполните бак. Время заправки также одинаковое: FCV можно заправить всего за 5 минут.

Некоторые FCV могут проехать более 300 миль на одном баке водородного топлива, что больше, чем расстояние от Сент-Луиса до Чикаго, а экономия топлива составляет около 70 миль на галлон (миль на эквивалент бензинового галлона).

Узнайте больше о моделях автомобилей на топливных элементах

Узнать больше

Почему водород все еще может (в конце концов) иметь смысл

ИСПРАВЛЕНИЕ 10.05.2021: Тип водорода, получаемого в процессе Ways2H, представляет собой возобновляемый водород, а не голубой водород.

Мартин Тенглер (Martin Tengler), ведущий аналитик по водороду BloombergNEF из Токио, любит говорить о том, что мы находимся на пороге как минимум четвертого с 1974 года ажиотажа в поддержку водорода. Это год Road & Трек рекламировал «Водород: новое и чистое топливо для будущего» на мартовской обложке. Вероятно, они имели в виду не более 45 лет в будущем.

Второе безумие наступило в 2005 году, когда генеральный директор Ballard Power Systems, производителя топливных элементов, заявил, что к 2010 году они будут продавать от 200 000 до 500 000 в год производителям автомобилей.Они не попали в эту отметку.

А затем был 2009 год, когда несколько автопроизводителей подписали совместное письмо о намерениях, согласно которым к 2014 году они будут продавать сотни тысяч автомобилей с водородным двигателем. Этого тоже не произошло.

Но это следующее почти безумие может быть другим, считает Тенглер. Только за последний год прогнозируемый рост или, по крайней мере, интерес к водородной энергетике превысил даже недавние прогнозы. В то время как большинство автопроизводителей объявили об амбициозных планах электрификации, привязанных к электромобилям, Honda недавно включила автомобили на водородных топливных элементах в свою цель по постепенному отказу от бензиновых двигателей в Северной Америке к 2040 году.Daimler Trucks и Volvo сотрудничают в Европе, чтобы попытаться помочь сократить расходы и сделать водород экономически выгодным для дальнемагистральных грузоперевозок.

Почему Тенглер сейчас настроен оптимистично? Тем более, что Калифорния, единственное место в США с водородной инфраструктурой, продолжает бороться с предложением даже при скромном спросе. Потому что начнут значительно снижаться затраты на производство водорода, и не просто грязного «серого» водорода, получаемого, скажем, за счет ископаемого топлива или электроэнергии, вырабатываемой углем, а экологически чистого зеленого водорода.

Тенглер считает, что эти расходы могут снизиться на 85 процентов к 2050 году. Между тем, никто не предсказывает, что бензин снизится на 85 процентов, ну, когда-либо.

К тому времени стоимость может упасть ниже 1 доллара за килограмм водорода по сравнению со средней стоимостью в 16,51 доллара за килограмм в 2019 году. По данным Агентства по охране окружающей среды, Toyota Mirai с водородным двигателем в среднем проезжает около 73 миль за килограмм.

Интересно, однако, что это последнее водородное безумие имеет мало общего с автомобилями. Фактически, Тенглер сказал: «Водород не может быть лучшим топливом для автомобилей.По сравнению с электричеством, т.е.

Тенглер и его команда прогнозистов в восторге от водорода, так это его промышленное будущее, производство стали, пластика и цемента, что они делают сейчас, и приведение в действие самолетов, кораблей и поездов, чего они не делают. Во главе прогнозов по снижению затрат, по словам Тенглера, стоит солнечная фотоэлектрическая энергия. Солнечная фотогальваника, или PV, объединяет слова для света (фото) и электричества (гальваника). Солнечная фотоэлектрическая энергия — это то, как солнечная энергия преобразует солнечный свет в электричество, и этот процесс также можно использовать для создания водородного топлива.«Падение стоимости солнечной фотоэлектрической энергии является ключевым фактором», — сказал Тенглер, говоря о своем энтузиазме в отношении водорода, который отражает его энтузиазм в отношении солнечной энергии.

Кроме того, его энтузиазм по поводу Китая. Большинство электролизеров, которые производят водород, производятся в Китае, и подавляющее большинство солнечного оборудования производится в Китае, и ожидается, что подавляющее их количество будет расти.

«Такие низкие затраты на возобновляемый водород могут полностью переписать энергетическую карту», ​​— сказал Тенглер. «Это показывает, что в будущем по крайней мере 33 процента мировой экономики смогут питаться за счет экологически чистой энергии ни на один цент больше, чем она платит за ископаемое топливо.Но технология потребует постоянной поддержки со стороны правительства, чтобы добиться этого — сейчас мы находимся на верхней части кривой затрат, и для достижения нижней части необходимы инвестиции, поддерживаемые политикой». до конца года двое других могут отправиться в Калифорнию. он проповедует.«Я езжу на пожирателе бензина», — сказал он. «Я люблю моего пожирателя бензина.» Конечно, он хотел бы доехать до ближайшего магазина Trader Joe’s на чем-то, работающем на водороде, но доступный парк автомобилей с водородным двигателем не очень привлекает энтузиастов больших или спортивных автомобилей, но Киндлер думает, что это произойдет.

И к тому времени он сможет закачивать переработанный мусор в свой бак.

Компания Киндлера планирует построить относительно небольшие заводы по переработке водорода рядом с мусорными свалками, отделить металл и стекло, а остальное использовать — от пакетов из-под молока до наполнителя для кошачьих туалетов и того, что живописно называют «шламом», — для производства возобновляемого водорода.

Почти законченный объект в Токио, который будет преобразовывать осадок сточных вод в возобновляемый водород для автомобилей на топливных элементах. Ways2H планирует представить эту технологию в Калифорнии в этом году.

КОРПОРАЦИЯ ТОДА / Japan Blue Energy Co. Ltd.

Около 90 процентов современного водорода является «серым», произведенным с использованием электричества или ископаемого топлива. Затем водород загружается в автоцистерны, буксируемые тягачами, и доставляется на заправочные станции, большинство из которых находится в Калифорнии; что доставка — самая дорогая часть цены за килограмм.Что касается чистой энергии, то синий водород лучше. («Зеленый» водород, который может быть получен с помощью солнечной энергии, является Святым Граалем.)

Нефтеперерабатывающие заводы Киндлера используют химический процесс для выработки необходимого тепла — не электричества или нефти — до 1200–1300 градусов по Фаренгейту — в кислороде. -свободная атмосфера. «Вполне правдоподобно» производство водорода из мусора, сказал Тенглер из BloombergNEF. «Это делается здесь, в Японии».

Первый нефтеперерабатывающий завод Kindler Ways2H прибывает из Японии, три контейнера отправятся на судно в июне и к концу года могут производить водород из мусора в Калифорнии.Где в Калифорнии? Он не готов сказать. Более крупные системы будут создаваться на месте, но Kindler хотел начать с меньшей системы, чтобы продемонстрировать ее мобильность. Сначала это будет скромная операция: вывоз мусора из района, где он находится, а затем возврат водорода в город для производства электроэнергии.

Система Ways2H стандартного размера «обрабатывает 24 тонны отходов в день с выходом водорода от 1 до 1,5 тонн», сказал Киндлер, чего достаточно, чтобы заполнить баки от 200 до 300 пассажирских автомобилей.

«Знаете ли вы, что в Америке 30 000 водородных вилочных погрузчиков?» он сказал.Мы не сделали. Но в этом есть смысл — никакого загрязнения внутри склада и никаких трех-четырехчасовых простоев, пока они перезаряжают свои батареи.

Киндлер сказал, что нефтеперерабатывающие заводы масштабируемы и могут быть значительно увеличены для производства коммерческого водорода, который можно продавать. Крупный клиент? Отрасль дальнемагистральных грузоперевозок, которая усердно работает над водородными автомобилями.

А для Киндлера, может быть, большой удобный пожиратель водорода, как только кто-нибудь его сделает.

POWERTAP: Производство водорода на заправочных станциях.

Если вы смотрели открытие сезона IndyCar из парка Barber Motorsports в Алабаме 18 апреля, возможно, вы видели некоторых членов экипажа Andretti Autosport с надписью PowerTap на спине их униформы. Это было тихое заявление для компании, которая заявляет, что планирует открыть 500 водородных заправочных станций в ближайшие несколько лет, начиная с 29 в Калифорнии, на существующих станциях, принадлежащих бизнесменам-гонщикам Марио и Майклу Андретти.

В отличие от существующих станций, PowerTap планирует построить на существующих станциях небольшие здания, в которых будет размещено оборудование для производства водорода.Он будет использовать природный газ и городскую воду для производства голубого водорода, улавливая и сохраняя остаточный углерод.

Визуализация объекта по производству водородного топлива, запланированного PowerTap.

PowerTap

Это традиционный метод. «Эта технология существует сто лет назад», — сказал Тенглер, а Китай производит недорогие электролизеры впечатляющими темпами, так что покупка не такая уж дорогая.

Но, как и Kindler из Ways2H, генеральный директор PowerTap Рагху Киламби видит гораздо более быстрый путь к получению прибыли через рынок 18-колесных транспортных средств и грузовиков среднего размера, а не через автомобили.Да, он знает о полуфабрикатах с батарейным питанием, таких как предлагаемая версия Tesla, «но я не верю, что сейчас это коммерчески жизнеспособно». Размер и вес необходимых аккумуляторов, время их зарядки, инфраструктура, необходимая для подзарядки полуприцепов, — водород готов уже сейчас, как только у дальнобойщиков появится место для его покупки. Toyota, вероятно, будет первой на дороге с тяжелым грузовиком, работающим на водороде, если только Никола не сможет привести свой дом в порядок.

Кроме того, все, что вам нужно сделать, чтобы продать новый тип грузовика, — это убедиться, что это выгодно для бизнеса.«Автомобили часто являются эмоциональными покупками», — сказал Киламби. «Люди покупают Ferrari не потому, что они приносят доход. Транспортные компании покупают то, что им нужно для получения прибыли». Возможность размещать станции по производству и заправке водорода по всей стране является большим преимуществом для инициативы по водородным перевозкам — нет необходимости транспортировать водород в отдаленные места по трубопроводам, железной дороге или автомобильным транспортом.

Киламби также сказал, что его станции могут производить килограмм водорода за несколько долларов.Если он сможет продать его, скажем, по 8 долларов за килограмм, это почти вдвое снизит цену на нынешние магазины водорода.

PowerTap делает возможным именно то, что, по словам Тенглера, необходимо — «инвестиции, поддерживаемые политикой», или, другими словами, государственные деньги. И щедрая система углеродных кредитов в Калифорнии. В какой-то момент, по словам Киламби, вы получали углеродные кредиты за то, что продали. Но теперь вы можете получить углеродные кредиты для инфраструктуры, как только вам будет что продать, и это играет большую роль в финансовой стратегии PowerTap.Киламби надеется, что углеродные кредиты являются ходовым активом, и их стоимость при администрации Байдена, вероятно, будет расти и может распространиться на другие штаты.

В сценарии «курица или яйцо» оказывается, что правительство финансирует яйцо до того, как оно продаст цыплят. PowerTap построит станции в основном за счет частного капитала, и как только они будут построены, они соберут достаточно углеродных кредитов, чтобы продержаться до тех пор, пока рынок водорода не догонит новые поставки.

На бумаге работает.До конца года мы могли увидеть, насколько хорошо это работает в реальном мире.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Водородные топливные элементы: есть ли будущее у водородных автомобилей?

В связи с тем, что электромобили с аккумуляторными батареями провозглашаются будущим экологичного автомобилестроения, массы автомобилей с водородным двигателем несколько упускают из виду.Автопроизводители уже несколько лет экспериментируют с технологией водородных топливных элементов, пытаясь найти формулу использования самого распространенного и самого чистого ресурса во Вселенной. Однако из-за ряда препятствий до массового внедрения пока еще далеко.

На момент написания статьи в продаже было только два основных автомобиля с водородным двигателем: Toyota Mirai и Hyundai Nexo. Тем не менее, подтверждено, что на подходе больше автомобилей и фургонов с водородным двигателем, а такие бренды, как BMW, Land Rover и Vauxhall, планируют выпуск в течение следующих пяти лет.

Одной из основных причин очень медленного внедрения водородных транспортных средств является существующая инфраструктура. В конце 2021 года в Великобритании было всего 12 водородных заправочных станций, что намного меньше, чем количество заправочных станций и общественных точек зарядки. Планируется больше водородных заправочных станций, но на данный момент отсутствие заправочной станции поблизости для многих явно нецелесообразно.

Одной из основных причин очень медленного внедрения водородных транспортных средств является существующая инфраструктура.В конце 2021 года в Великобритании было всего 12 водородных заправочных станций, что намного меньше, чем количество заправочных станций и общественных точек зарядки. Планируется больше водородных заправочных станций, но на данный момент отсутствие заправочной станции поблизости для многих явно нецелесообразно.

Это, наряду с несколькими другими производственными препятствиями, по-видимому, преодолевается, и в будущем водород все еще может стать гораздо более популярным топливом.

Первый аргумент скептиков против водородных автомобилей заключается в том, что они менее эффективны, чем электромобили.Поскольку водород не встречается в природе, его необходимо извлекать, а затем сжимать в топливных баках. Затем он должен смешаться с кислородом в стеке топливных элементов, чтобы создать электричество для питания двигателей автомобиля. Циники указывают на потерю эффективности в этом процессе по сравнению с электромобилем, в котором электричество поступает прямо от аккумуляторной батареи.

В какой-то степени это правда, но ожидается, что автомобили с водородным двигателем не заменят электромобили. Вместо этого водород предназначен для дополнения электроэнергии, и для этого есть веская причина: это самое чистое топливо из всех возможных.

Для сравнения: производство литий-ионных аккумуляторов для электромобилей очень энергоемко. Например, для производства батареи мощностью 100 кВтч потребуется около 20 тонн CO2. Типовой батареи хватает на 150 000 миль, что соответствует примерно 83 г/км CO2. Затем, если принять во внимание зарядку на том же расстоянии, тот же аккумуляторный автомобиль будет выбрасывать 124 г/км CO2 в течение всего срока службы.

Для сравнения, у современных водородных автомобилей выбросы в течение жизненного цикла не ниже.Недавнее исследование показало, что водородный автомобиль выбрасывает около 120 г/км CO2 в течение всего срока службы. Но это можно значительно снизить, если водород будет производиться из возобновляемых источников энергии.

Обычный метод производства водорода включает его отделение от природного газа с использованием процесса, называемого паровой конверсией метана. Также ведутся работы по получению водорода из биомассы, что значительно сократит выбросы водорода в течение жизненного цикла примерно до 60 г/км CO2. Это ниже уровня, которого смогут достичь электромобили, даже если электроэнергия будет получена из возобновляемых источников, из-за экологических издержек производства аккумуляторов.

Для действительно устойчивой мобильности водород — это топливо, которое нельзя игнорировать. Он также рассматривается как потенциальная альтернатива для заправки большегрузных автомобилей, где электрические грузовики ограничены емкостью аккумуляторов и вынуждены подзаряжаться от электросети. Однако самым большим недостатком является то, что на создание полной инфраструктуры заправки водородом, где газ производится, а затем транспортируется на станции, потребуются миллиарды фунтов стерлингов и несколько лет.

Ключ к поощрению водородных автомобилей заключается в том, чтобы сделать их частью более широкой «водородной экономики» — строительство заправочных станций только для водородных автомобилей было бы неэффективным.Вместо этого, в идеале, весь энергетический сектор должен включать водород в смесь, от заправки автомобилей до хранения энергии для домов.

Еще одним преимуществом водорода является то, что его можно производить на месте, а не транспортировать как топливо или подавать по сети, как электричество.

Но даже при наличии водородной инфраструктуры, будь то местная или общенациональная, транспортные средства на водороде по-прежнему сталкиваются с проблемой затрат. Toyota Mirai продается по цене от 54 000 фунтов стерлингов. Это дорого для любого автомобиля, но, как и в случае с электромобилями, по мере совершенствования технологии и ее распространения цены должны начать падать.

В отношении водорода по-прежнему много «если», но сегодня их гораздо меньше, чем десять лет назад.

Водород — не единственная альтернатива электроэнергии, нажмите здесь чтобы узнать больше о синтетическое топливо

Автомобили на водороде — как работают автомобили на водородных топливных элементах

Прямо сейчас вы можете сесть за руль автомобиля, который не сжигает ископаемое топливо, не производит вредных выбросов и парниковых газов, работает на той же химической реакции, что и ракеты, и пробегает в два раза больше, чем Tesla.

Это называется транспортное средство на водородных топливных элементах, но если вы не живете в Калифорнии, вы, возможно, никогда не видели его на дороге.

Ты любишь крутые тачки. Мы любим крутые машины. Давайте поболтаем над ними вместе.

В наши дни электромобилям, приводимым в движение батареями, кажется, суждено господствовать на наших дорогах, в то время как водородные автомобили, когда-то считавшиеся транспортными средствами будущего, встречаются редко и относительно малоизвестны. Топливные элементы на самом деле имеют много преимуществ по сравнению с конкурентами, в том числе большее количество миль на галлон и более быстрое время дозаправки.

Так что же случилось с водородными автомобилями, которые нам обещали?

Как работают водородные автомобили

Toyota Mirai, автомобиль на водородных топливных элементах.

Клеменс БиланGetty Images

Первое, что вы должны знать: водородные автомобили — это электромобили . Мы склонны думать об электромобилях только с точки зрения транспортных средств с батарейным питанием, таких как Tesla, Nissan Leaf и Chevy Bolt, но, несмотря на то, что они работают на газообразном топливе, водородные топливные элементы фактически питают их автомобили электричеством.

«Когда мы говорим об электромобилях, это включает подключаемые гибриды, гибриды, электрические батареи, топливные элементы и все остальное, что может появиться позже, в котором все еще используется электродвигатель», — говорит Кит Випке, руководитель лабораторной программы по топливу. клеточные и водородные технологии в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии.

Этот контент импортирован из {embed-name}. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Но топливный элемент сильно отличается от батареи. Громадная литий-ионная батарея в животе Tesla Model S накапливает электрическую энергию в виде напряжения на аноде и катоде. Топливный элемент производит электричество посредством электрохимических реакций между топливом (обычно водородом) и кислородом воздуха. Во время реакции водород и кислород объединяются, производя электрическую энергию и безвредный водяной пар в качестве побочного продукта. Если эта первоначальная химическая реакция достаточно велика, она может привести в движение весь автомобиль.

Этот танец механики и химии похож на водородно-кислородную реакцию, которая приводит в действие ракетные двигатели (вы можете помнить это из «Марсианина»). В этом случае энергия, полученная в результате реакции, проходит через топливный элемент и производит электричество вместо взрыва. В обоих случаях высвобождается огромное количество энергии без токсичных побочных продуктов, что делает водородные топливные элементы таким отличным источником энергии для электромобилей.

Сам водород можно получить, проведя этот процесс в обратном порядке, который называется электролизом.Пропуская электрический ток через воду, H3O разделяется на водород и кислород. Однако чаще всего водород производится из природного газа в процессе, называемом конверсией метана с водяным паром, в котором пар высокой температуры и высокого давления смешивается с природным газом для получения водорода.

Этот танец механики и химии похож на водородно-кислородную реакцию, которая приводит в действие ракетные двигатели.

В ходе этого процесса выделяется некоторое количество углекислого газа, поэтому само водородное топливо не является на 100 % чистым.Но он выгодно отличается от выбросов CO2, связанных с электрическими батареями и гибридами, и, очевидно, лучше, чем любой автомобиль, работающий на ископаемом топливе, с точки зрения воздействия на окружающую среду.

Штат Калифорния требует, чтобы не менее 33 процентов водорода, поступающего в транспортные средства, поступало из возобновляемых источников, с надеждой в конечном итоге перейти к 100-процентному использованию возобновляемых источников энергии. Это ставит автомобили на топливных элементах в один ряд с электрическими батареями, работающими от сети.

Много плюсов, один дорогостоящий минус

Ёсиказу ЦуноGetty Images

По мере того, как на передний план выходят аккумуляторные электромобили, автомобильная промышленность борется с двумя их основными недостатками для водителей.Во-первых, для полной зарядки автомобиля с аккумулятором может потребоваться несколько часов (если у вас нет доступа к быстрому зарядному устройству), а во-вторых, даже с полностью заряженным аккумулятором большинству электромобилей трудно проехать половину расстояния, чем обычному автомобилю. полный бак бензина.

В автомобилях на топливных элементах таких проблем нет. Водород можно закачивать в топливный бак автомобиля точно так же, как бензин. Вы можете быстро заправиться так же, как бензином или дизельным топливом. А когда у него полный бак, автомобиль на топливных элементах может проехать так же далеко, как и бензиновый автомобиль.У Toyota Mirai самый короткий запас хода среди всех коммерческих седанов на топливных элементах, представленных в настоящее время на рынке, и он проезжает 317 миль на полном баке. Это почти на 50 процентов больше, чем 220 миль, которые базовая модель Tesla Model 3 может проехать без подзарядки.

«Вы можете выбрать любой электропривод и применить его. Там нет преград.»

«Если вы посмотрите, сколько энергии на самом деле проходит через вашу руку, когда вы держите заправочную колонку на бензоколонке, это порядка 1–2 мегаватт», — говорит Випке.Сравните это с 2 киловаттами — в тысячу раз меньшей мощностью — доступной в стандартной сетевой розетке. Легко понять, почему время зарядки аккумулятора так велико.

«С водородом вы по-прежнему перемещаете молекулы, — объясняет он. — Пока у вас есть достаточное давление и пути потока с низким сопротивлением, вы можете очень быстро доставлять молекулы от станции к машине».

Как только эти молекулы попадают в автомобиль, разница между автомобилем на топливных элементах и ​​автомобилем на батарейках невелика.Аккумуляторные автомобили известны своей невероятно высокой производительностью — Tesla установила рекорд от 0 до 60 с одним автомобилем в 2017 году. Но, по словам Стивена Эллиса, менеджера по автомобилям на топливных элементах в американской Honda, автомобили на топливных элементах могут выстоять.

«Поместите достаточное количество мотора в [Honda] Clarity, и он также сможет разогнаться до 0–60 раз», — говорит он. «Опять же, топливный элемент Clarity — это полностью электрический автомобиль. Вы можете выбрать любой электродвигатель и применить его. Там нет преграды».

Однако в настоящее время за все эти преимущества приходится платить высокую цену.Автомобиль Honda Clarity на топливных элементах в настоящее время сдается в аренду почти в два раза дороже, чем его аккумуляторная модель. К счастью, это включает стоимость топлива, которая в настоящее время составляет около 14 долларов за килограмм водорода. С точки зрения энергии это эквивалентно примерно 5,60 доллара за галлон бензина. Стоимость как транспортного средства, так и топлива со временем должна снизиться, но на данный момент преимущества топливных элементов будут сопровождаться высокой ценой.

Наполнить… Где именно?

Томохиро ОсумиGetty Images

Теперь мы подошли к большому камню преткновения для автомобилей на топливных элементах: сегодня почти невозможно достать топливо за пределами Калифорнии.Калифорнийское партнерство по топливным элементам перечисляет 40 действующих в настоящее время водородных заправочных станций, почти все в Лос-Анджелесе или районе залива. Если владелец автомобиля на топливных элементах хочет путешествовать по стране, ему не повезло.

«Потребители любят автомобили, — говорит Випке. «Задача действительно заключалась в том, чтобы построить заправочные станции достаточно быстро, чтобы не отставать от спроса».

Хотя индустрия топливных элементов не удовлетворяет этот спрос, дело не в недостатке усилий. Промышленность открывает примерно одну новую заправочную станцию ​​в месяц и находится на пути к достижению своей цели по созданию 200 заправок в Калифорнии к 2025 году.Даже в этом случае водород останется далеко позади примерно 8 500 заправочных станций, находящихся в настоящее время в штате, а также 17 000 электрических зарядных станций для аккумуляторных автомобилей.

В остальной части США водородная инфраструктура практически отсутствует, а автомобили на топливных элементах не продаются в большинстве штатов. В Нью-Йорке и Коннектикуте есть пара заправочных станций, но Випке говорит, что Северо-Восток отстает от Калифорнии на четыре-пять лет. Северо-восток с его плотностью и политическим климатом действительно может стать местом следующего водородного бума.Но построить надежную сеть будет сложнее, чем в Калифорнии.

Автобус на водородных топливных элементах Транспортного управления округа Ориндж.

ОСТА

«Проблема заключалась в том, что это не просто один штат, поэтому вам нужно привлечь больше людей и освоить технологию», — говорит Випке. «Это более медленный процесс».

По его оценке, транспортные средства на топливных элементах потребуются еще годы, чтобы стать жизнеспособным видом транспорта в Нью-Йорке.Хотя это значительно отстает от гибридной и электрической инфраструктуры, Випке считает, что водородные автомобили могут сократить разрыв.

«Одна из причин, по которой авто [производители] так увлечены водородом, заключается в том, что он предоставляет им платформу для транспортных средств с нулевым уровнем выбросов, которая фактически может заменить каждый отдельный автомобиль в их автопарке», — говорит он. «Если у вас есть очень большой грузовик или внедорожник с возможностью буксировки и большим запасом хода, заменить эти автомобили электрическим приводом довольно сложно, если вы не используете водород.

Некоторые из этих транспортных средств уже существуют или находятся в разработке. General Motors исследует пикап на топливных элементах, Hyundai представила внедорожник на топливных элементах, а Toyota провела последние три года, разрабатывая и тестируя тягач с водородным двигателем. Жители округа Ориндж могут добираться до места назначения на автобусе на топливных элементах с 2016 года, и по стране курсирует 25 таких автобусов.

Хотя большинство американцев никогда не видели автомобилей на топливных элементах, когда-нибудь рядом с вами будет построена станция для заправки водородом.Как только они станут обычным явлением на северо-востоке, заправочные станции начнут расширяться вглубь от побережья, и Випке и Эллис считают, что через несколько десятилетий заправочные станции, а вместе с ними и водородные автомобили, будут практически повсюду.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *