Водородные электромобили
Человечество давно не может представить своего существования без автомобилей. Они дарят комфорт, свободу передвижения, экономят время. Однако в последние десятилетия машин становится так много, что возникают экологические проблемы, которые необходимо решать. Электромобили стали новой ступенью развития автопрома и стремительно набирают популярность. Но мало кто знает о существовании альтернативного двигателя, который также экологичен, как и электрический. Имя ему – водородный двигатель.
Справедливости ради стоит сказать, что водородные автомобили приводятся в движение тем же электрическим двигателем, поэтому они также попадают под категорию электромобилей. Но есть существенная разница, позволяющая обособить такие машины от прочих электрокаров. Автомобили на водороде не накапливают энергию для поездки в аккумуляторе, они производят свою в процессе эксплуатации. Специальный топливный элемент вырабатывает из водорода и кислорода электричество, которое в зависимости от требований подается на электродвигатель или аккумулятор.
Чтобы углубиться в понимании того, что такое водородный элемент, сначала мы вспомним, что такое водород.
Водород H2 – бесцветный газ без запаха, не встречающийся в природе в чистом виде, поскольку постоянно образует соединения с другими химическими элементами. Его искусственно получают в промышленных целях, в том числе, чтобы использовать в водородных двигателях.
Попадая в топливный элемент автомобиля из бака, водород начинает образовывать химические связи с кислородом, находящимся в воздухе. В результате получается электричество, тепло и вода.
В зависимости от того, что требуется в конкретной ситуации, электрическая энергия либо подается на привод, либо заряжает аккумулятор, чтобы использоваться для движения позже. Аккумуляторный элемент в водородных автомобилях гораздо меньше и легче чем в электрокарах, так как постоянно питается во время поездки.
Образованная в реакции вода, выбрасывается в виде водяного пара, который полностью безвреден для атмосферы Земли.
Как и любая технология, водородные автомобили имеют свои плюсы и минусы. Причем преимущества должны быть заметны пользователю, чтобы тому захотелось отказаться от машины с бензиновым двигателем.
Помимо безвредности для окружающей среды, водородные автомобили бесшумны и не имеют импульсного ускорения, поскольку электродвигатель может обеспечить полный крутящий момент даже на малых скоростях. Важнейшее преимущество – короткое время заправки. Если у электрокара зарядка занимает от 30 минут до нескольких часов, то водородный автомобиль заправляется менее чем за пять минут. Это удобство играет роль при сравнении с обычной машиной на бензине.
Еще одно большое преимущество перед электрокарами – большой запас хода. Полного водородного бака хватает на 500 километров пробега. Автомобили с батарейным питанием достигают этого значения при очень большой емкости аккумулятора, что влияет на вес машины и время зарядки.
Запас хода водородного авто не зависит от температуры за бортом, он не ухудшается в холодную погоду.
Главным недостатком новой технологии является малое число заправочных станций. Водород заправляется на специальных колонках, которые, вероятно, будут появляться на обычных заправках. Но пока дела обстоят грустно. На конец 2019 года в Германии насчитывалось 100 АЗС, а в США – 40.
Еще один минус водородной машины – высокая цена. Существующие на рынке модели среднего класса с таким приводом стоят 70 000 евро, что в два раза дороже электрокаров. Такая стоимость обусловлена несколькими факторами:
• Высокая цена на платину, которая выступает катализатором для реакции в двигателе.
• Большой размер самого авто, так как водородный бак занимает много места. В это же время аккумулятор электрокара позволяет делать машины небольшими.
• Малый объем производства, что пока мешает наладить полностью серийную сборку.
Помимо высокой цены на покупку, водородные автомобили дороги в эксплуатации. Один килограмм водорода в настоящее время стоит порядка 10 евро. На таком количестве топлива машина проедет 100 километров. Электрические автомобили в этом смысле сильно дешевле. Но все это временно.
Очевидно, что в будущем новая технология будет развиваться и конкурировать с текущими популярными. Это означает, что стоимость водородных автомобилей неизбежно упадет. К тому же ископаемые ресурсы не возобновляются, что сыграет на руку владельцам и производителям машин на водороде. Быть может, придет время, и такой тип двигателя вытеснит все существующие и популярные, и наши потомки забудут о проблеме загрязнения воздуха. Будем на это надеяться.