john_jack (john_jack) wrote,
john_jack
john_jack

Category:

Вдогонку о водороде

В очередном треде об автомобилях и эколохии вылезло упонимание. Изложу кратко то, что надо знать о нём, как о топливе.

Первое и важнейшее: водород — не топливо. Точнее, конечно, не источник энергии. Водород не растёт на деревьях, не бьёт из-под земли, и в чистом виде встречается только на расстоянии не меньше астрономической единицы. Чтобы водород сжечь, водород надо сначала произвести. Производят водород либо громадными затратами энергии из воды, и эту энергию полностью уже не вернуть, или из природного газа.

Водород — лишь средство хранения энергии. Он конкурирует с аккумуляторами, и им уверенно проигрывает.
Жечь его в ДВС хуже, чем топить ассигнациями. При большом тепловыделении он имеет низкую стойкость к детонации, значит придётся использовать низкую степень сжатия, и большая часть его энергии пойдёт не в полезную работу, а на перегрев самого мотора и глушителя.

На водороде прекрасно работают топливные элементы, с КПД достаточно близким к единице. Собственно, это единственное на чём они прекрасно работают, ибо любое другое топливо содержит углерод, а углерод убивает катализаторы. Топливные элементы же имеют небольшую удельную мощность и в автомобиле требуют буферных аккумуляторов, но в целом как источник питания хороши.
Именно топливные элементы использует целый один реально продающийся водородный автомобиль Toyota Mirai. Но он же показывает и главный, практически нерешаемый недостаток водорода.

Водород лёгкий. У него прекрасная энергоёмкость, но энергоёмкость считается на килограмм топлива. Хранить же топливо приходится литрами. В случае газа ещё и атмосферами давления. И вот тут-то всё очень плохо.
Тойота имеет ёмкость 5 кг водорода. Хватает его на пробег, сравнимый с Т-слой, 200-300 км. Но для хранения его используется композитный баллон ёмкостью 80 литров, с давлением до 700 грёбаных атмосфер. Для сравнения, обычно технические газы имеют давление до 150 атм, а дайверы и редкие пневманутые качают до 350, и то воздух. Да, это бомба. Даже когда композитный баллон рвётся без осколков, простого повышения давления достаточно чтобы машина немного полетала, и хватит чтобы убить оказавшихся рядом и тем более внутри. Весит такой баллон около 90 кг, что с самим элементом и буферными аккумуляторами уже не сильно легче чисто аккумуляторной батареи.

Ещё водород выгодно отличается от электричества летучестью и текучестью, то есть способностью просачиваться через уплотнения и даже стенки ёмкостей, попутно растворяясь в металле и делая его хрупким. И покупать его надо только на специальных заправках, от розетки (или бензогенератора, хехе) не подзарядиться никак.

Баллоны высокого давления не теряют ёмкость от использования. Но имеют жёстко ограниченный срок службы. Ограниченный не (только) числом циклов заправки, но и просто годами. Подсевшую аккумуляторную батарею можно мурыжить до полной потери ёмкости, а потом разобрать на банки и выбрать ещё живые для игрушек и фонариков. У десятилетнего баллона судьба одна — на свалку с дырой в боку. Если новый баллон это потенциальная бомба, то просроченный уже бомба взведённая, может взорваться в любой момент. Расскажите тут ещё о запланированном старении.

Да, вопрос объёма водорода успешно решает криогеника. Жидкий водород хоть всё равно лёгкий, но уже не имеет давления и "всего" на порядок объёмнее бензина-керосина. Но это "успешно" окупается только для ракет, а у электромобилей при сильно менее глубокой заморозке уже начинается сверхпроводимость.
В целом на земле водород безнадёжен. Просто из-за физических свойств, никакими хитростями не решаемых.

Здесь должен быть шок-контент с последствиями взрывов баллонов обычного сжатого воздуха, но кому надо, тот и так видел, а кому не надо, тот пусть сам ищет.
Tags: Многабукав, Моторчики, Товарищ Маузер
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 16 comments