Многочисленные схемы возможного применения водорода на автомобиле делят на две группы [15]: в качестве основного топлива и добавки к современным моторным топливам, причем водород можно использовать в чистом виде или в составе вторичных энергоносителей. Водород как основное топливо - далекая перспектива, связанная с переходом автотранспорта на принципиально новую энергетическую базу. Более реально применение водородных добавок, позволяющих улучшить экономические и токсические показатели автомобильных двигателей. Модель, имя которому стендовый моделизм.

Простота использования газообразного водорода сопряжена с необходимостью существенного увеличения объема и массы топливного бака. Отчасти проблемы объемно-массовых параметров топливной системы могут быть улучшены использованием жидкого водорода. Однако при этом возникает другая проблема - низкая температура водорода, в связи с чем первостепенное значение приобретает тепловая изоляция бака, а также безопасная эксплуатация топлива.

Проводились исследования использования водорода в качестве топлива на серийных автомобилях РАФ-2203 и ГАЗ-24, оборудованных криогенной системой и криобаком для жидкого водорода. Стендовые испытания показали, что автомобильный двигатель может работать практически без переделки как на чистом водороде, так и с добавками водорода к основным топливам. При этом, например, добавки 5 - 10% водорода приводят к экономии до 40% бензина и резкому снижению токсичности ОГ. Показана надежность и безопасность криогенного оборудования автомобилей; разработаны рекомендации для опытно-промышленного использования малой серии автомобилей, работающих на добавках водорода к основному топливу, на трассах Москвы.

Наибольший интерес в качестве вторичных энергоносителей представляет аккумулирование водорода в составе металлогидридов. Для зарядки металлогидридного аккумулятора через гидрид некоторых металлов при низких температурах пропускают водород и отводят тепло. При работе двигателя гидрид нагревается горячей водой или ОГ с выделением водорода. Как показали исследования, на транспортных установках наиболее целесообразно использовать комбинированную систему хранения, включающую гидриды железо-титан и магний-никель.

Объемная энергоемкость лучших гидридов приближается к уровню жидкого водорода, поэтому объем гидридного бака может быть меньше объема криогенного бака для жидкого водорода. Масса самого гидридного блока, однако, примерно в 10 раз выше по отношению к жидкому водороду из-за значительной плотности металлического носителя. Тем не менее суммарные массы гидридной и жидководородной топливных систем соизмеримы из-за большой массы криогенных баков.

Автомобиль с ДВС и гидридным аккумулятором водорода имеет большую массу и меньший запас хода по сравнению с автомобилем, работающим на бензине, но меньшую массу и больший запас хода, чем существующие и перспективные типы электромобилей. Гидридный аккумулятор не требует существенного ухода, быстро заряжается, себестоимость его ниже, а срок службы больше, чем аккумуляторных батарей. Перспективным является сочетание аккумуляторов с различными гидридными компонентами, например на основе железо-титанового сплава и сплавов магния. Низкотемпературный компонент обеспечивает запуск двигателя, а высокотемпературный, характеризующийся более высоким содержанием водорода, - его основную работу. Согласно расчетам при такой комбинации двух аккумуляторов общей массой 200 кг и суммарной вместимостью 50 - 75л пробег автомобиля при одной заправке составит около 400 км.

Еще статьи по теме

Растительный мир как часть биосферы
Невозможно представить себе окружающий мир без растений. Зеленые растения создают на Земле условия для существования всех живых организмов. Они выделяют кислород, который необходим для дыхания, служат основным источником пищи для всех ...

Создание оборотного водоснабжения на станции очистки гальванических стоков
Гальванические покрытия являются одним из эффективных методов защиты от коррозии, они также широко применяются для придания поверхности деталей ряда ценных специальных свойств: повышенной твердости и износостойкости, высокой отражательной ...