2.2 Преимущества и недостатки двигателя на водороде
В настоящее время практически всеми автомобильными компаниями разрабатываются и испытываются способы использовать водород как альтернативное автомобильное топливо.
В результате исследований в этой области, рассматривают автомобильные двигатели на водороде двух видов: гранды автомобилестроения, такие как компании Ford Genral Motors, Toyota, Honda, Nissan склоняются к полной или частичной замене традиционного автомобильного топлива водородом при сохранении двигателей внутреннего сгорания; такие компании как Mazda и BMW предлагают использовать электродвигатель, питающийся энергией, которую вырабатывают водородные топливные элементы.
Что же так привлекает разработчиков? Рассмотрим преимущества и недостатки двигателей автомобилей на водороде.
Преимущества двигателя на водороде.
Основным преимуществом, которым обладают автомобили с двигателями на водороде, является высокая экологичность. Водород можно назвать самым экологически чистым топливом, продуктом горения которого является вода, что видно из нижеприведенной реакции: 2Н2+О2=2Н2О. Конечно, это не означает, что при езде на автомобиле с двигателем на водороде из его выхлопной трубы, прямо как из носика чайника, валит абсолютно нетоксичный водяной пар. Не стоит забывать, что в двигателе, помимо топлива, сгорает ещё и масло в не значительных количествах. Возможно, ученые в будущем доработают это. Возможно, при горении масла будут выделяться продукты, не портящие воды. Тогда воду можно будет собрать прямо из двигателя и вновь использовать для получения водорода путем электролиза. Кроме того, преимущества тесно связаны и с типом двигателя машин. Так, при традиционном двигателе внутреннего сгорания снижается масса автомобилей, и увеличивается полезный объем багажных отделений, несмотря на то, что необходимо устанавливать топливные баки для водородного топлива. Двигатели внутреннего сгорания позволяют использовать не только водород, но и традиционные виды топлива, конечно, для этого надо будет иметь два топливных бака, но такую технологию ввести в массы потребителей значительно легче.Что же касается электродвигателя, то его работа обеспечивается электроэнергией, вырабатываемой в результате физико-химических реакций в топливном элементе. Коэффициент полезного действия электродвигателя, а так же приемистость, мощность на единицу массы и другие показатели значительно выше, чем у традиционного двигателя внутреннего сгорания. Электродвигатель более прост в обслуживании, здесь имеется намного меньше трущихся деталей, а без дорогостоящих элементов для систем питания, смазки, охлаждения, сложной трансмиссии вполне можно обойтись.
Так же к преимуществу электродвигателя можно отнести создание меньшего уровня шума при работе.
Недостатки двигателя на водороде
Недостатки автомобилей с двигателями на водороде так же тесно связаны с типом двигателя. Так, для обеспечения нормальной работы электродвигателя необходимы не только водородные элементы, но и мощные аккумуляторы и преобразователи тока, вес и габариты которых далеко не маленькие. В результате увеличивается вес автомобиля. А, кроме того водородные топливные элементы в настоящее время недешевы. При использовании водородных элементов в автомобилях с традиционным двигателем внутреннего сгорания велика взрыво- и пожароопасность. Кроме того, вопрос о баках для водорода окончательно не решен: на сегодняшний день инженерами предлагаются металл-гидридные аккумуляторы, а так же баки для хранения под высоким давлением ил в сжиженном виде. К преимуществам и недостаткам автомобилей с двигателями на водороде можно относиться по-разному. Но одно несомненно: исследования в данной области будут продолжаться.