Водневі автомобілі: особливості транспортних засобів

Бажаючи пересуватися екологічною автівкою, сьогодні можна взяти електричне авто в оренду. Існує й альтернатива — водневі машини. Одні гадають, що майбутнє саме за транспортом, в якому встановлено водневий двигун. Інші впевнені: користування цим винаходом — марне витрачання часу. Чому ж думки такі різні? В чім переваги та недоліки відповідних машин? Слід розібратися.

Зміст:

1. Як з’явилися водневі двигуни
2. Водневі двигуни: переваги та недоліки застосування
3. Як авто на водні функціонують
4. Безпека водія в авто на водні
5. Водневі автомобілі: перспективи застосування в Україні

Як з’явилися водневі двигуни?

Якщо сьогодні машина в оренду, яка має водневий двигун, — мало поширене явище, уявіть собі, якою дивовижею такий транспорт був для людини XX століття. Насправді перший механізм, що міг робити завдяки водню, було винайдено ще у 1806 р завдяки електролізу води. Це здійснив Франсуа Ісаак де Ріваз. 

Проте патент на такий винахід було видано лише 40 років потому, у Великобританії. Пройшло ще 10 років, перш ніж світ побачив двигун внутрішнього згорання, який функціонував на суміші повітря й водню. Перший водневий автомобіль експериментальної моделі зробили у 1933 р. Це вдалося компанії Norsk Hydro Power переобладнанням вантажівки. Технологія лише починала поширюватися та розвиватися різними виробниками:

• General Motors випустили своє пробне авто на водні у 1966 р. Воно могло подолати майже 200 км без дозаправлення. Проте та модифікація так і не полишила межі заводу.
• BMW розробили водневий автомобіль у 1979 р. Автівка мала стати розв’язанням проблеми з нестачею нафти через ембарго, оголошене арабськими країнами. Проте згодом ситуація з нафтою поліпшилася, тож ідею розвинення водневого транспорту відклали. Лише у 2007 марка випустила серію гібридних машин Hydrogen 7, здатних їздити як на бензині, так і на водні. Не надто практичне, але коштовне рішення. 
• Toyota презентувала своє бачення авто на водні у 2014 році. Mirai стала першою водневою модифікацією серійного виробництва, після якої свої лінійки водневих машин створили найбільші виробники автівок.

За зовнішнім виглядом авто на водні навряд вдасться відрізнити від того, що рухається завдяки двигуну внутрішнього згоряння.

Водневі двигуни: переваги та недоліки застосування

Поки масового переходу на водневі двигуни не відбулося, проте людство все частіше звертається до цього альтернативного джерела енергії. Газ чудово відповідає теперішнім вимогам до пального:

• Не впливає негативно на довкілля. Екологічність зумовлено відсутністю шкідливих викидів в атмосферу.
• Зумовлює безшумну роботу. Це пояснюється меншою детонацією при згорянні водневої суміші, ніж бензину. Тобто гучність та вібрування від роботи агрегату майже не відчуваються.
• Забезпечує безперешкодну роботу силової установки за будь-якої температури завдяки горючості газу. Це означає, що джерело енергії стабільно функціонує навіть, коли градуси падають нижче нуля.
• Є нескінченним, якщо отримувати речовину з простої води. 
• Має ККД вищий за той, що у двигунів внутрішнього згоряння. 
• Завдяки газу двигун вирізняється швидкою зарядкою: декількох хвилин буде достатньо, щоб подолати 500 км.

Попри таку значну кількість переваг, водневі автомобілі все ж мають декілька недоліків. Цей транспорт є досить дорогим як для придбання у свою власність, проте за потреби машину можна брати в оренду. Інший нюанс — недостатньо розвинена інфраструктура. Поки спостерігається брак заправок для таких машин. 

Як авто на водні функціонують?

Паливний бак через герметично прилаштований до нього шланг заправляється не бензином, а стиснутим воднем. За розділення анода і катода відповідає мембрана паливного елемента. Камера з анодом наповнюється воднем, а до тієї, що з катодом, надходить кисень. Водень починає виділяти електроди, заряджені негативно, кисень же — протони з позитивним зарядом. Усі частинки притягуються до мембрани, що вкрита каталізатором. 

Результатом реакції стає утворення пари та струму. Останній накопичується в акумуляторі, а тоді, коли автівка починає рухатися, потроху використовується. Тож загалом водневі автомобілі можна вважати електрокарами. Різниться транспорт тільки принципами роботи акумулятора. 

Безпека водія в авто на водні

Водень — один з найбільш поширених елементів у Всесвіті. Та, попри його поширеність, легкість та екологічність, застосування без шкоди для людини можливе лише за правильного поводження. 

Перед тим, як випустити в ужиток транспорт, в який інтегровано водневий двигун, виробники проводять ретельні тестування. Вони спрямовані на те, щоб забезпечити майбутньому власникові цілковиту безпеку кермування. 

Спочатку перевіряється, як засіб пересування реагує на різноманітні дорожньо-транспортні пригоди. Потрібно перевірити, чи вибухає бак з воднем; який термін дії має ця ємність і таке інше. Щоб водневі двигуни не призводили до ДТП, їх оснащують системами безпеки для припинення потоку водню, якщо сталася аварія. 

Водневі автомобілі: перспективи застосування в Україні

Сьогодні, щоб водіям було зручно користуватися машинами, в яких є водневі двигуни, треба встановити спеціальні заправки. Такі станції мають розташовуватися при в’їзді до мегаполісів, а також вздовж трас. 

Україна має всі передумови для швидкого розвитку водневих технологій. Користування таким транспортом позитивно вплине на екологічну ситуацію в країні.