ВОДОРОД на распутье Подготовил студент группы 1 1

ВОДОРОД на распутье Подготовил студент группы 1. 1 Александров Александр Научный руководитель: Козлов А. Ю.

Цель проекта: - сформировать представление о новых технологиях в автомобилестроении

Гипотеза o Если новые технологии позволят производить много водорода, то это повлияет на потребительскую привлекательность машины, а также сделают двигатели на водороде не только экономически выгодными, но и экологически важными для общества

Информация-прогноз На сегодняшний день Европа импортирует до 50% потребляемой энергии, а к 2030 году эта цифра достигнет 70%. На этот же период прогнозируется снижение объемов добычи нефти. Метан и уголь останутся ( из них можно получать отличное синтетическое горючее ), как и возобновляемые источники энергии, например, биомассы , из которых реально вырабатывать превосходные суррогаты бензина и дизельного топлива. Но их не хватит , чтобы насытить спрос. К тому же все ископаемые запасы со времени исчерпаны. Тогда на сцену должен выйти водород , который можно производить несколькими разными способами , используя в том числе возобновляемые источники энергии.

Главная проблема - бак Единственный минус легкости водорода – его меньшая энергоемкость и, как следствие, необходимость большего бака, чем тот, что необходим для бензина.

Примеры o 1 кг жидкого водорода содержит втрое больше энергии, чем 1 кг бензина (33 к. Вт/ч против 12 к. Вт/ч). Чтобы иметь такой же запас энергии, какой содержится в 44 л бензина (вес 31 кг), достаточно всего 11, 5 кг сжиженного водорода.

Примеры o Эти 11, 5 кг занимают объем 183 л вместо 44 л и требуют резервуара из нержавеющей стали весом 129 кг – что-то вроде супертермоса, способного хранить водород под давлением в пять атмосфер при температуре – 250 С. Если эти условия будут нарушены, из сжиженного состояния он перейдет в газообразное.

Газообразный водород… o Начнем с того, что даже если сжать до 700 атмосфер (для сравнения, метан для использования в автомобилях сжигают до 200 атмосфер), теряется 75% энергетического содержимого по сравнению с жидким состоянием. А это означает на 75% меньший запас хода

Нанотехнологии и водород o Нанотехнологии позволят создать сплавы, способные впитывать водород при нормальной температуре. Хотя здесь есть свои сложности – такую губку нужно будет подогревать, чтоб она начала высвобождать водород. Понятно, что энергия водорода в резервуаре будет намного более ценной во всех смыслах. Все энергоносители будут дорожать. Водород будет стоить дороже бензина, а автомобили станут сложнее.

Водород в жизнь: двигатель внутреннего сгорания или электромотор o Кто больше подходит для проникновения водорода в жизнь? BMW Hydrogen 7 c двигателем V 12, потребляющим бензин или водород, или Chevrolet Equinox с электромотором на топливных элементах.

Представители BMW о своем выборе… o В Мюнхене верят в широкие возможности совершенствования водородныхдвигателей. Пока же для того, чтобы динамика флагмана была сопоставима с бензиновым вариантом 730 Li (258 л. с. ), нужен V 12 объемом 6 л, развивающий 260 л. с. (на бензине – 445 л. с. ). o BMW: ДВС выживет и будет работать на водороде.

Особенности двигателя: o Клапан для подачи газообразного водорода. o Valvetronic для впускных клапанов o Непосредственный впрыск бензина в цилиндры.

Достоинство и недостатки BMW Hydrogen 7 o Люксовый BMW с шестилитровым V 12 едет на водороде так же, как с трехлитровым бензиновым двигателем. o Средний расход – 4, 6 кг/100 км или 170 км на 170 л водорода. Выдает его только специфический шум. o Пиковое давление очень высокое, там практически происходят взрывы.

РАЗНЫЕ МНЕНИЯ o Mercedes-Benz в отличие от BMW делает ставку именно на топливные элементы. На них в частности работает концепт F 600 Hygenius, созданные на платформе B-класса

ЧТО ТАКОЕ ТОПЛИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Информация o Инженеры из Мюнхена работают над шестицилиндровым турбомотором с непосредственной подачей водорода (давление в системе 200 атмосфер) и еще над одним двигателем, в котором водород будет подаваться при температуре -200 С. o Так удастся снизить расход и увеличить до 85 и 120 л. с. /л соответственно.

Прогноз на будущее o В последующие три года водородные заправки (хоть по одной) построят во всех западноевропейских столицах, а также на самых крупных трансъевропейских магистралях. o До 2010 года первые двухтопливные авто появятся в магазинах. В 2015 -м на дорогах их будет уже несколько тысяч. В 2025 году четверть мирового автопарка будет питаться водородом.

Прогноз на будущее o Вопросов хватает и по топливным элементам, и по ДВС. Поэтому, не считая небольших экспериментальных и рекламных партий машин, не стоит ждать полноценного водородного автомобиля до 2020 года.

ВЫВОД: o Водород – топливо будущего o Водородное будущее автотранспорта связано с топливными элементами o Водород, выработанный экологически чистым способом действительно обеспечит чистую планету o В расчете на вес водород энергетически более «содержательное» топливо, чем бензин

Литература o Новый ежемесячный автомобильный журнал «Кватроруте» /Русское издание, март 2010; www. QR. ru; o Сайт http: //www: alhimik. ru/