сочетании с широким концентрационным пределом воспламеняемости и низким значением энергии воспламенения может явиться причиной взрыва.

При работе на водороде наблюдается повышенный износ поверхностей, контактирующих с водородом при высокой температуре. Причина повышенного износа в том, что при высокой температуре радикалы водорода, обладая высокой растворимостью и большой скоростью диффузии в стали, частично поглощаются поверхностными слоями металла и вступают в химические соединения с её составляющими. В данном случае образуются метан и малоуглеродистая сталь. Оставшиеся радикалы водорода восстанавливаются до молекул в поверхностных слоях металла с увеличением объёма. Образовавшиеся газы – метан и водород – создают внутриполостное давление, вызывающее образование сливающихся друг с другом микротрещин по границам зёрен металла. Обезуглероженная сталь теряет механические свойства.

Самой сложной задачей при использовании водорода является хранение его запаса на борту автомобиля. Возможны три способа его хранения:

в сжатом виде в баллонах высокого давления;

сжиженном виде;

механически связанном виде в составе соединений, разрушающихся при выделении водорода.

Из-за низкой плотности газообразного водорода первый способ не имеет промышленного значения. Главной задачей при получении, транспортировке и хранении жидкого водорода является обеспечение минимальных потерь в топливных баках. Баки снабжают системой сброса давления испарившегося водорода с дальнейшим дожиганием или адсорбцией его паров. Для снижения испаряемости и повышения плотности водорода при хранении возможно применение шугообразного водорода, содержащего 30…50 % твёрдого водорода. В настоящее время уже разработаны опытные образцы двигателей, работающих на водороде.

4.5. Аммиак NH3

Его можно рассматривать как энергоноситель, обеспечивающий при его термическом разложении в камере сгорания получение водорода по реакции

50

2 NH3 N2 + 3 H2 – 92,6 кДж.

Неограниченные сырьевые ресурсы (аммиак производится из водорода и азота воздуха) и хорошо развитая промышленная база позволяют рассматривать аммиак как одно из перспективных топлив.

Благодаря высокой температуре самовоспламенения пожарная опасность аммиака относительно невелика. По содержанию энергии в единице массы аммиак уступает водороду в 7 раз и бензину в 2,5 раза. Однако по объёмной энергоёмкости аммиак превосходит водород. Аммиак обладает высокой детонационной стойкостью: октановое число по моторному методу равняется 111, по исследовательскому ме-

тоду– 132.

К недостаткам аммиака можно отнести высокую температуру самовоспламенения по сравнению с нефтяными топливами, вследствие чего возникает малая скорость горения и невозможность применения в современных двигателях внутреннего сгорания без проведения специальных мероприятий по интенсификации его воспламенения и сгорания путём увеличения теплопровода в реакционную зону камеры сгорания. К таким мероприятиям можно отнести повышение степени сжатия при сокращении поверхности камеры сгорания, увеличение температуры в пристеночных зонах камеры сгорания, увеличение мощности разряда в свечах зажигания.

Использование аммиака снижает мощность и экономичность двигателя. Аммиак вызывает интенсивную коррозию большинства конструкционных материалов, используемых в двигателестроении. Товарные моторные и большинство синтетических масел практически не меняют свойства при контакте с аммиаком.

51