Водяной двигатель

Водневийдвигун (мотор) – разновидность двигателя, где используется для получения енергииводень как горючее. Двигатель состоит из двух основных частей – это паливнийелемент, как первичный генератор энергии и электродвигатель, который ее використовуедля изменения ее типа.
Автомобилина водородном топливе условно можно разделить на три класса.
Первый-это машины с обычным двигателем внутреннего сгорания, работающий на водниабо водородной смеси. Такие модели могут работать на чистом водороде или 5-10% водорода добавляют к основному топлива. В обоих случаях КПД двигателя увеличивается (Во втором случае примерно на 20%) и выхлоп становится гораздо чище (вмистчадного газа (CO) и углеводородов (CnHm) уменьшается в полтора раза, оксидивнитрогену (NnOm) – до пяти раз. Такие двигатели и автомобили булисконструйовани и прошли все испытания у нас и за рубежом примерно еще В70-80-х годах. Однако, учитывая расходы и и сложности конструкторськогоплану, этот тип может рассматриваться только промежуточным, переходным этапом на шляхудо третьего типа.
Второй-это машины с двумя електроносиямы, так называемые гибридные, их колеса рухаеелектропривод, энергию котором поставляет аккумулятор в свою очередь заряджаетьсявид высоко-экономического двигателя внутреннего сгорания, работающий на водороде абосумиши водорода с бензином. Это очень выгодно, ведь КПД электродвигателя достигает 90-95% в отличие от бензинового (35%) или дизельного (50%). Таким образом, загальнийККД повышается до 30%, соответственно снижается расход топлива. Даже если дляпидзарядкы аккумулятора используется бензин, объем вредных викидивдозволить уложиться в нормы «Евро-4» с десятикратным запасом. Но второй типне можно рассматривать всегда как 100 процентно водородным.
Третий-настоящий водородный автомобиль – это машина с электродвигателем, который работает видпаливного элемента, находящегося в автомобиле. Теоретически КПД паливногоелемента, работающий на смеси водород-воздух, может превышать 85%. Сейчас вжевдалося получить двигатели с КПД около 75% – это более чем вдвое вищевидповидного указателя лучших двигателей внутреннего сгорания. В условиях мистатаки машины получат пяти-шестикратным преимущество над звичайнимиавтомобилямыСодержание [скрыть]
Паливнийелемент
Паливнийелемент, работающий на водороде, – по сути и является водородным двигателем. Топливный элемент (иначе – электрохимический генератор) – это устройство для преобразования химичноиенергии в электрическую. То же происходит и в обычных електричнихакумуляторах, но в топливных элементах есть две важные отличияВо-первых, они работают до тех пор, пока поступает топливо, во-вторых, топливный элемент нужно перезаряжать.
Паливнийелемент состоит из многих десятков ячеек, каждая примерно в сантиметрзавтовшкы. Каждая ячейка состоит из двух электродов, роздиленихелектролитом. На один электрод (анод) подводится топливо (водород), на другой (катод) – окислитель (кислород воздуха). Водород тут не сгорает, химическая реакцияокиснення происходит при низкой температуре в присутствии катализатора. Метароботы устройства, используя эту реакцию, разделить положительный и негативнийзаряды в пространстве и создать между ними напряжение. Поэтому электролит, который заповнюепростир между электродами, должен иметь способность пропускать через себя протоны (т.е. ионы водорода) и не пропускать электроны. На аноде водород распадается наелектроны и протоны, далее протоны проходят через слой электролита, досягаютькатода и, соединяясь с кислородом, образуют воду. Однако в вопросах отриманняякисного и недорогого электролита наука пока испытывает огромные трудности. Полимерный электролит американской фирмы «Дюпон» стоит около 700 евро зам2, а на батарею для среднего автомобиля нужно десятки квадратных метривтакого материала. Понятно, что при такой стоимости электролита неможливоналагодиты серийный выпуск водородных автомобилей. Учеными всего мира ведутьсяинтенсивни исследования с целью удешевления этого материала и использование йогопры более высоких температурах (150-200 ° С).
В общем, топливный элемент на водороде полностью готов к применению. Не хватает мелочи: сделать его компактным и дешевым.
Паливнийбак
Проблемаполягае в том, что нужен некий аналог топливного бака, но водород упаливний бак не нальешь. Это на сегодня составляет крупнейшие технические труднощи.Учени рассматривают довольно много вариантов. Например, можно хранить водород вакумуляторах на основе гидридов интерметаллических сплавов (ТиУаРе, СиМи и др.), Из которых по необходимости постепенно высвобождается чистая вещество. Но за цимвариантом масса водорода в общем объеме вещества (так называемое аспектно число) составляет всего 5%, к тому же возникает проблема со скоростью высвобождения водню.Можна хранить водород в жидком виде. Но, во-первых, это требует охолодженнядо температур, близких к абсолютному нулю (соответственно, растет вартистьводню), а во-вторых, заправленный таким образом автомобиль должен будевитрачаты свое топливо можно скорее. Очень перспективное направление – збериганняводню в наноструктурах (карбоновых нанотрубках), однако эти дослидженнязнаходяться пока на начальных стадиях. Наиболее перспективным ученивважають сохранения водорода в баллонах высокого давления – более 350 атм. (Аспектнечисло до 18% при давлении выше 500 атм) Или получение его прямо на борту с другими топлива (метанола или жидких углеводородов: бензина, дизельного топлива и т. п.), в специальных каталитических реакторах (аспектно число около 10%). Такисистемы разработаны и российскими учеными и при разумных габаритов забезпечуютьзапас водорода для пробега в несколько сотен километров. Конструкторы стикаютьсятакож и с другими проблемами. Так, машина (прежде кабина) должна иметь системуводневои.безпекы.
Воденьяк топливо
Сучаснитехнологии производства водорода далеки от совершенства. Несмотря на это, гигантихимичнои промышленности и сегодня уже получают по 500 000 000 000 м3 водорода в годПоловина производимой количества идет на аммонийные удобрения, остальное – на виробництвостали, стекла, маргарина и др. В основном водород получают за допомогоюпарового реформинга природного газа: метан при высоких температурах (900 ° С) уприсутности никелевого катализатора реагирует с паром. Пока такой водород самый дешевыйЕсть и другие технологии получения водорода, например электролиз, крекинг абопереробка биомассы (древесины, соломы). Каждый из этих вариантов имеет свои недолики.Наприклад, переработка биомассы: Ее нагревают на 500-600 ° С, после чего виходятьспирты (этанол, метанол), которые, в свою очередь, превращаются в водород. Можнанагриты биомассу до более высоких температур (1000 ° С), тогда она повнистюперетвориться на газ и выйдет смесь Н2 и СО. Проблема в том, что сырья длятакого процесса потребуется очень и очень много. Если, например, всю родючутериторию Франции пустить на выращивание биомассы, то водорода, полученного из нее, не хватит даже на то, чтобы покрыть потребности этой страны в топливе даже длянини существующих автомобилей. Казалось бы, простейший способ получения водорода-электролиз (электрическое расщепление воды). Результат – водород и кислород. Алезагалом эффективность этого процесса не очень высока: надо потратить 4 кВтелектроенергии, чтобы получить 1 м3 водорода, который, сгорая, даст лишь 1,8 кВт енергии.Проте электролиз воды достаточно перспективный и ему, наверное, знайдутьзастосування, тем более что существуют выходы из «энергетической проблемы»Во-первых, можно использовать энергию атомной электростанции в годинислабкого нагрузки (когда произведенная там энергия оказывается невостребованной) или, наконец, возобновляемые источники энергии (солнечные батареи, энергию ветра, прилива и др.). Во-вторых, эта технология активно развивается: Электролиз длябильшои эффективности можно проводить под повышенным давлением или температурой, щонамагаються сделать ученые. Сейчас биологи активно разрабатывают еще один напрямок.Деяки бактерии и водоросли в процессе фотосинтеза разлагают воду и видиляютьводень. Проблема в том, что они делают это только при отсутствии кислорода, следовательно, процесс продолжается в течение очень короткого времени, так как при разложении воды, естественно, образуется кислород. Задача ученых – с помощью генной инженериипродовжиты этот период, тогда солнечные районы нашей планеты были бы забезпечениводнем.
Напрямвироблення и потребления энергии человеком, который базируется на использовании воднюу качестве средства для аккумулирования, транспортировки и употребления енергиинаселенням называется водородная энергетика.
Демонстрацийниводневи проекты
США
Автомобилина топливных элементах – 2003 год

Во время встречи в Вашингтоне в декабре 2003, на которой, после девяти мисяцивпереговорив на высшем уровне, представители 15 стран мира и ЕвропейськогоСоюзу подписали историческое соглашение о кооперации, шесть основных автомобильнихкомпаний мира – Форд, Дженерал Моторс, Хундаи, Хонда, Ниссан продемонструвалисвои автомобили на топливных ячейках. Эти дорогие автомобили были показаны в диина парковочного пространстве Вашингтонского аэропорта им. Дж. Кеннеди, чтобы доказать участникам встречи реальность идеи водородной энергетики.

Найцикавишимбув автомобиль Тойота Приус 2002 г, В котором двигатель был преобразован иззвичайного на водородный. Этот автомобиль с металлическим накопителем водорода, можерухатися без дозаправки 150 км и расходует 1 кг водорода на 44 км. Он также повнистювидповидае требованиям администрации по контролю за вредными выбросами штатуКалифорния, где стандарты являются самыми строгими из всех штатов США. (Www.usea. Org)

Слидзазначиты, что согласно выше упомянутого соглашения, на первом этапе розглядаеться10-летний период, тогда как разработку дальнейших соглашений и координацию действий пислязакинчення первого этапа возложена на постоянно действующий Организационный КомитетПредполагается, что эти разработки будут требовать колоссальных инвестиций, томунеобхидним является создание соответствующей регуляторной базы и налогового климата.
Водневийдемо-проект компании Форд

Авто на водороде Ford Focus

Пищеварительном 2005 г. компании Ford Motor Company и BP America провели демонстрациюсвоих водородных автомобилей и водородной заправь очной станции в Орландо, штатФлорида.

Вмежах специализированного правительственного проекта Форд передал администрации штатуФлорида пять автомобилей Ford Focus Fuel Cell Vehicles.

Циводневи автомобили будут служить парковым охранникам в их ежедневных рейдах попарку Wekiwa Springs State Park, который посещают около 185,000 людей щорично.Один из этих автомобилей будет использоваться также советником администрации зпитань энергосбережения в служебных поездках.
Пропагандазнань по водородной экономики в старших классах школ.

NorthPort – это первая в США школа, где будут изучать вопросы, связанные с водневимитехнологиямы и научными аспектами данных технологий. Правительство обеспечило эту школуповним набором лабораторного оборудования и программ обучения. Школу будезабезпечено действующей моделью водородной топливной ячейки. Эта ячейка будет виробляти5 кВт энергии – достаточно для одного класса. Вода, является продуктом работы комиркибуде использоваться для ухода за газонами, а тепло – для подогрева воды ушкильний кухни.
Першазаправочна водородная станция в Вашингтоне-2004

10-голистопада 2004 года открыта первая заправочную водородную станцию в столициСША, Вашингтоне. Проект был финансируемый совместно компаниями Shell и GeneralMotors.

Заправочнастанция, впервые в Северной Америке оборудована как для заправки бензином так иводнем, является практическим вкладом в решение вопроса уменьшения зависимости США видзакордонних энергетических ресурсов путем развития новых инновацийнихтехнологий, таких как водородные топливные ячейки.

Цязаправочна станция компании Shell является центральной частью общего с GeneralMotors и Министерством энергетики США демонстрационного проекта. Она будевикористовуватися для заправки автомобилей General Motors, и является первой из тех, щоувийдуть в «Водородный коридор» от Вашингтона в Нью-Йорке.

Цейсимволичний марафон через весь континент имел две основные цели: Показатинадийнисть и ресурс работоспособности двигателя на топливной ячейке а такожпродемонструваты зрителям, которых было много во время остановок в крупных городах, ипредставникам государственных учреждений, потенциал водородной экономики
Першийпасажирський автобус на водороде в Лондоне

Mercedes-Benz (DaimlerChrysler) Citaro Алдвих, Лондон, 19 октября 2005

НаРиздво 2003 Лондон получил подарок от мэрии – пассажирский автобус наводневому двигателе. В январе 2004 года этот автобус начал выполнять регулярнирейсы. Правительство Китая в то время произнес намерении купить за границей 12 автобусов напаливних ячейках и провести демонстрационные проекты в Шанхае и Пекине.
Международная выставка «Водород -2005».

Более 50 международных участников взялиучасть в этой выставке, где были продемонстрированы готовы к комерциализацииводневи и топливно – комирчани технологии.

Наиболее интересным и зрелищным буладемонстрация автомобилей на водородных двигателях – «vehicle ride drive» – вреальних условиях эксплуатации.

Хонда FCX Международ мото шоу в Куала Лумпур2006

HondaFCX является первым автомобилем на топливных ячейках, который был официально сертификованийяк пригоден для ежедневного использования. Максимальная мощность двигателя – 80кинських сил (hp), скорость – 260 км / ч.

КомпанияHonda предоставила в лизинг два своих автомобиля на водородных топливных ячейках мистуЛас-Вегас, Техас, а также исполнила тестовый автопробег на дорогах штатуКалифорния.

Иншийучасник выстака – баварская компания BMW продемонстрировала автомобиль BMW 745h, который имеет водородный двигатель внутреннего сгорания. Этот двигатель работает как на водороде, так и бензине. Таким образом может быть преодолен неудобства благодаря видсутностиводневих заправок. Этот автомобиль имеет собственный запас водорода на 240 км, а бензиновый бакзабезпечуе движение еще на 480 км.
Кримцього готового к широкому использованию автомобиля, компания BMWпродемонструвала еще уникальный H2R, гоночный автомобиль, который преодолевает все рекордишвидкости. Этот автомобиль имеет 12 цилиндровий, 6 литров двигателе забезпечуепотужнисть 232 hp и использует жидкое водородное топливо. H2R имеет стартовеприскорення 0-60 mphза 6 секунд и максимальную скорость при 174 mph.

PostScriptum:
Поиск в сети интернет занимает много времени и не всегда увенчивается позитивным результатом. Поэтому если хотите скачать фильмы бесплатно, используйте первоисточник MyFilmix.ru, и вы по достоинству оцените его преимущества.

Другие статьи:

Опубликовано в: Изобретения

Метки:

Об авторе: Помешанный.

RSSКомментарии (0)

Ссылка на эту статью

Оставить комментарий