Obsah článku:
- Trochu histórie
- Charakteristický znak vodíkových motorov
- Hlavné výhody a nevýhody vodíkových motorov
- Najpopulárnejšie autá s vodíkovým spaľovacím motorom
„Vodík je palivom budúcnosti“ - s touto správou sa vodíkové ICE zavádzajú do dopravného a leteckého priemyslu.
Nie je náhoda, že vodík zaujíma vedúce postavenie medzi všetkými ostatnými zdrojmi alternatívnej energie - je maximálne šetrný k životnému prostrediu, má obnoviteľné zdroje a má tiež najvyššiu účinnosť v porovnaní s klasickými motormi na benzín a naftu.
Vodíkový motor má však okrem nepopierateľných výhod aj množstvo nevýhod, ktoré mu zatiaľ neumožňujú urobiť ho masívnym a úplne nahradiť „škodlivé“ benzínové a naftové motory.
Trochu histórie
Ľudstvo začalo uvažovať o potrebe ochrany životného prostredia celkom nedávno, ale vedci začali uvažovať o výmene konvenčného spaľovacieho motora oveľa skôr.
Z ruky vedca Françoisa Isaaca de Rivaza, rodáka z Francúzska, bol prvý vodíkový motor vyrobený v roku 1806. V roku 1841 dostala Británia prvú patentovú zmluvu na výrobu vodíkového motora a v roku 1852 boli nemeckí vedci schopný vytvoriť spaľovací motor. pracujúci na zmesi vzduchu a vodíka.
Plány na zavedenie vodíkových motorov však prekazili benzínové motory, ktoré sa rozšírili po roku 1870.
Vodík ako alternatívne palivo si opäť zapamätali až v roku 1941 v obkľúčenom Leningrade. Potom sovietsky technik B. Shelishch použil vzduch-vodíkový „koktail“ na spustenie balónových balónov.
Potom sa na vodík opäť zabudlo, až kým v 70 -tych rokoch na dvere nezaklopala celosvetová palivová kríza. Koncom 70. rokov automobilka BMW uviedla na trh svoje prvé auto na vodík a potom si z neho vzali príklad ďalšie spoločnosti, vrátane amerických General Motors a Ford, japonskej Hondy a ďalších.
Napriek tomu, hneď ako kríza ustúpila, záujem o vodík ako zdroj energie opäť vyprchal. A teraz, o desaťročia neskôr, si ľudstvo opäť pripomenulo svoju existenciu, ktorú uľahčila nielen aktivácia ochrancov životného prostredia, ale aj nárast cien palív.
Charakteristický znak vodíkových motorov
Štrukturálne sa vodíkový motor veľmi nelíši od štandardného spaľovacieho motora. Obsahuje tiež piesty, spaľovaciu komoru a mechanizmus ojnice-kľuky. Aký je teda rozdiel?
Faktom je, že vodíkové motory používajú iný spôsob dodávania palivovej zmesi a jej následného spaľovania. Spaľovanie vodíka navyše trvá oveľa kratšie ako v prípade palív na báze ropy. Rozdiely sú nepodstatné a na prvý pohľad sa môže zdať, že nie je ťažké previesť konvenčný ICE na vodíkový, ale nie je tomu tak.
Niekoľko problémov s používaním vodíkového motora:
- Vodík je ťažké získať. Nie je žiadnym tajomstvom, že je obsiahnutý vo vode a je právom považovaný za najrozšírenejší chemický prvok na svete, aj keď v čistej forme prakticky nie je zastúpený. To znamená, že auto musí byť vybavené špeciálnou inštaláciou uzavretého typu - elektrolyzérom, ktorý je zodpovedný za štiepenie vody a výrobu vodíka. V praxi je však výroba takejto inštalácie náročná, čo výrazne ovplyvňuje jej konečné náklady.
- Vďaka vysokej teplote kompresie vodík ľahko reaguje s rôznymi kovovými prvkami elektrárne a dokonca aj s motorovým olejom.
- Aj malý únik vodíka pri kontakte s vyhrievaným potrubím spôsobí požiar. Preto sa dnes pri vytváraní vodíkových motorov používajú iba rotačné elektrárne, pretože vzhľadom na väčšiu vzdialenosť medzi sacím a výfukovým potrubím znižujú riziko požiaru.
Napriek tomu bola väčšina problémov doteraz vyriešená, a to nielen na rotačných inštaláciách, ale aj v motoroch využívajúcich piestové mechanizmy, čo umožňuje, aby vodík zostal najsľubnejšou náhradou benzínu / nafty.
Hlavné výhody a nevýhody vodíkových motorov
Hlavné výhody, ktoré majú vodíkové motory:
- vysoká šetrnosť k životnému prostrediu, pretože vodná para je produktom jej spaľovania. Keď dôjde k vyhoreniu vodíka, dohorí aj motorový olej, množstvo toxických výfukových plynov je však niekoľkonásobne menšie, ako keď sa spaľuje benzín alebo „ťažké“ palivo;
- vysoká účinnosť, ktorá je niekoľkokrát vyššia ako v klasických elektrárňach pracujúcich na naftu alebo benzín;
- relatívna štrukturálna jednoduchosť, ako aj absencia drahých a nespoľahlivých systémov dodávky paliva, ktoré sú tiež nebezpečné;
- bezhlučnosť.
Napriek mnohým významným výhodám majú vodíkové motory dostatočný počet nevýhod:
- vysoká cena a zložitosť získavania čistého vodíka;
- nerozvinutá infraštruktúra čerpacích staníc schopná tankovať vodík;
- nedostatok medzinárodných noriem pre prepravu a používanie vodíkového paliva;
- vysoké náklady na palivové komponenty a údržbu vodíkových motorov;
- ťažkosti spojené so skladovaním vodíkového paliva. Vedci stále neprišli na spoločného menovateľa materiálu, ktorý musí byť použitý pri výrobe nádrží na skladovanie horľavého vodíka;
- zvýšenie celkovej hmotnosti automobilu v dôsledku prítomnosti vodíkového motora, ktorý je výrazne ťažší ako v súčasnosti rozšírené benzínové a naftové motory.
Okrem toho musia byť vodíkové fľaše pravidelne kontrolované a certifikované, čo môžu vykonávať iba kvalifikovaní a licencovaní technici.
Najpopulárnejšie autá s vodíkovým spaľovacím motorom
Na fotografii: Riversimple Rasa
Napriek tomu, že sa vedci naďalej zaoberajú súčasnými problémami spojenými s používaním vodíkových motorov, počet automobilov na vodíkový pohon stále rastie. Najslávnejšie autá na vodíkový pohon sú:
- Toyota Mirai FCV - auto prvýkrát debutovalo v roku 2013, ale do predaja sa dostalo až v roku 2015. V ňom dostupné valce poskytovali „dojazd“ asi 500 km.
- BMW 750hL, ktorého koncepčná verzia bola predstavená už v roku 2000. Auto je vybavené špeciálnou nádržou na vodík, ktorej rezerva je dostatočná na prejdenie vzdialenosti 300 km.
- Honda Clarity je ďalšie auto, ktoré namiesto klasického paliva používa vodík. Hlavnými výhodami modelu je jeho veľkolepý vzhľad a pôsobivá, na štandardy vodíkových automobilov, rezerva energie 589 km.
- Riversimple Rasa je malé vodíkové auto pôvodom z Veľkej Británie. Jeho hlavnou črtou bola nízka hmotnosť (niečo cez 500 kg) a pôsobivá výkonová rezerva - asi 500 km.
Výrobcovia okrem toho naďalej predstavujú vodíkové koncepčné autá, vrátane Audi H-tron Quattro, vodíkového Mercedesu GLC, nákladného auta Nikola One od Nikola Motor, superšportového auta H2 Speed od dizajnérskeho domu Pininfarina a mnohých ďalších.
Záver
Napriek mnohým nevýhodám sa vodík môže stať najsľubnejším zdrojom čistej energie na nasledujúcich 30-40 rokov. Musíme nájsť účinný spôsob výroby vodíka a vyvinúť infraštruktúru na jeho dodanie konečnému spotrebiteľovi, a potom ľudstvo navždy zabudne nielen na palivo, ale aj na environmentálnu krízu.
