Деловая Беларусь
Реклама


Рассылка
Подписаться на рассылку
"ТОП автоновостей сайта VIP-Auto.info"

Subscribe.ru
Вт, 6 Май 2014 / Категория: Зеленые авто, Фото

ВАЗ на топливных элементах

Идея глобального перевода автомобилей на «чистую» электротягу утопична хотя бы потому, что суммарная мощность всех ездящих по земле автомобилей гораздо больше потенциала всех электростанций мира, уж не говоря о том, что около 30% всей электроэнергии получается путем сжигания нефтепродуктов. Выход — использовать водород. Помимо АвтоВАЗа, это Уральский электрохимический комбинат (УЭХК) и ракетно-космическая корпорация Энергия.

Как из водорода получить электричество? С помощью так называемых топливных элементов. Батареи топливных элементов еще называют электрохимическими генераторами, ЭХГ. К одной пластине (аноду) каждого «элементарного» топливного элемента подается молекулярный водород (Н2), а на катод — кислород (О2). Соединяясь (этому процессу способствуют катализаторы), молекулы водорода и кислорода образуют воду, выделяя свободные электроны. Теперь остается эти электроны поймать и по внешней цепи направить к электромотору Главное — научиться более-менее эффективно этот водород получать. И, конечно, преобразовывать выделяемую при окислении энергию в энергию кинетическую, то бишь в энергию движения. Крупнейшие автопроизводители сходятся на том, что нужно не сжигать водород в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания (хотя по этому пути, например, идет BMW), а использовать водород для получения электроэнергии на борту автомобиля и уж затем направлять ее к тяговому электромотору.

Автопроизводители выделяют гигантские средства на исследования в этой области. Концерн General Motors, например, недавно выделил очередной миллиард долларов. Даже дышащая на ладан корейская фирма Daewoo наскребла несколько миллионов на создание своей машины на топливных элементах. Над исследованиями в области топливных элементах (ЭХГ) АНТЭЛ работали АвтоВАЗ, Уральский электрохимический комбинат (УЭХК) и ракетно-космическая корпорация Энергия. Ответственным за электрохимический генератор был инженер УЭХК Шадрин Евгений Александрович.

Примечательно, что на АвтоВАЗе Мирзоев Георгий Константинович после ухода с поста главного конструктора вместе с группой единомышленников создал и реализовал на ВАЗе проект «АНТЭЛ» — автомобиль на топливных элементах. На Урале производство топливных элементов началось в 1971 году. Первый промышленный уральский генератор назывался Волна 20 и предназначался для лунного орбитального корабля. Правда, в «боевых» условиях он проработал меньше минуты: при запуске взорвалась ракета-носитель (ЭХГ здесь ни при чем). Работы продолжались, причем в конце семидесятых был построен специальный завод. В 1978 году здесь начали делать генераторы Фотон для Бурана. Шадрин уверяет, что наши топливные элементы были ничуть не хуже американских, которые летали на Шаттлах.

Багажник АНТЭЛ-1  ВАЗовский электромобилем на топливных элементах  на базе «длинной» НивыВАЗ-2131

Первым ВАЗовским электромобилем на топливных элементах стал АНТЭЛ-1 на базе «длинной» Нивы или ВАЗ-2131. Главное отличие новой машины от предшественника в том, что вместо громоздких кислородных баллонов установлен компактный компрессор для забора воздуха из атмосферы: кислород получают на борту, прогоняя воздух через специальный фильтр. Сжатый водород хранится под давлением 400 атм в компактных сверхпрочных баллонах, расположенных под полом багажного отсека. Новый, более компактный электрохимический генератор (ЭХГ) Фотон МВВ-25 переехал под капот — он вырабатывает электричество в результате химической реакции между кислородом и водородом. Под генератором расположен тяговый 90-киловаттный электродвигатель размером с обувную коробку: он весит всего 28 кг, а его КПД превышает 90%! подробнее см. Электро химическая «длинная» Нива

Вторым автомобилем стал Антэл-2 на базе ВЛада Калина. Отличие:

- вместо кислородного баллона использован компрессор

- базой для автомобиля послужил серийный автомобиль ВАЗ-2111

- пробег автомобиля на одной заправке увеличился с 200 до 350 км.

- максимальная скорость также возросла с 80 до 100 км/ч.

- водородные балоны размещены под полом багажного отделения

-время запуска второй модели удалось сократить до 10-15 минут благодаря специальным нагревателям, установленным непосредственно в генераторе

- по сравнению с базовой моделью 2111 масса автомобиля увеличилась на 250кг.

- раньше на то, чтобы закачать водородом 90-литровый баллон Антэл-1 , уходило 2 часа. Но если не закачивать газ в баллон, а дать ему перетечь туда под определённым давлением, на всю процедуру уйдёт 5 – 10 минут. Именно такая технология и была внедрена на Антэл-2.

В третьей и четвертой Антэл будет наличие топливного процессора для получения водорода из бензина на борту автомобиля, поэтому заправляться он будет на обычных АЗС. Стандартный топливный бак объемом 45 л обеспечит ему запас хода почти в тысячу километров. Бензин - водород - элентричество

генераторы Фотон для Бурана. Сейчас устанавливается на АНТЭЛ-1  ВАЗовский электромобилем на топливных элементах  на базе «длинной» НивыВАЗ-2131

Генератор, который приспособили для Нивы, как раз из тех, что предназначались для установки на Буран-2. Но его пришлось переделать. Ведь напряжение в бортовой сети космических аппаратов — 30 вольт, а в силовой цепи электромобилей, как правило, — 120 вольт. Во всяком случае, для питания мотора электро-Нивы, которая была сделана на ВАЗе около трех лет назад, нужно именно 120 вольт. Для уральцев эта переделка не составила особой проблемы: нужно было перекоммутировать и немного изменить конфигурацию топливных элементов в генераторе. Генератор выдерживает перегрузки до 100 g! А ресурс — не менее 5—7 тысяч часов». Косвенным образом о надежности уральских ЭХГ говорит и то, что генератор пролежал «на полке» 12 лет, а после диагностики выяснилось, что он в полном порядке.

Стоимость от 309 тысяч долларов Каково главное препятствие на пути водородных автомобилей? Это стоимость самого водорода. Сейчас на производство одного кубометра молекулярного водорода на электролизных заводах нужно затратить в среднем от четырех до пяти киловатт энергии. Всерьез говорить о водороде в качестве автомобильного топлива можно лишь в том случае, если на кубометр будут расходовать около двух киловатт.

Если, конечно, начать вырабатывать водород… прямо на борту автомобиля! Делается это с помощью так называемых риформеров (пишется именно через «и», хотя очевидно, что «риформер» и «реформа» — слова однокоренные). Водород в риформерах можно получать практически из любого углеводородного топлива. Того же бензина, этанола, метанола, пропана, бутана, солярки, самой нефти, наконец. То есть можно буде заправляться на обычных АЗС. Но не проще ли, как это происходит сейчас, сжигать это топливо в цилиндрах обычных моторов? Проще. Но если КПД современных бензиновых моторов в лучшем случае достигает 30 процентов, то, получая водород в риформерах, подавая его в топливные элементы (кислород предполагается брать из воздуха, где его около 20 процентов), а затем направляя полученные в ходе электрохимической реакции электроны к тяговому электромотору, энергетическую эффективность можно увеличить вдвое! Уж не говор об экологических преимуществах.

Так вот. На ВАЗе такие установки уже есть, с ними вовсю экспериментируют, хотя до промышленного производства еще далеко. На основе данных ряда американских исследовательских центров можно сделать такой вывод: при равной полезной мощности автомобиль, использующий бензин не в качестве основного топлива, а как источник для получения водорода в риформерах с последующим окислением его в топливных элементах, примерно в два раза экономичнее обычных бензиновых машин.

Шадрин, кстати, сказал, что на Урале знают, как делать гораздо более компактные и производительные электрохимические генераторы, причем драгметаллов в них будет использоваться в 120 раз меньше, а мощность поднимется с нынешних 12 кВт до 50. И трудозатраты можно сократить раз в 50. А еще Шадрин убежден, что уральские ЭХГ ни в чем не будут уступать тем топливным элементам, что сейчас производит признанный лидер в этой области — канадская фирма Ballard.

ru.wikipedia.org/wiki/Мирзоев, Георгий Константинович

http://www.autoreview.ru/_archive/section/detail.php?ELEMENT_ID=104851&SECTION_ID=2259


Один комментарий в “ВАЗ на топливных элементах”

Гражданин24.09.2014 в 19:17

паровая машина, воздухоплавание, самолётостроение. Везде мы, русские, были впереди, но кто об этом знает? Никто!


Написать комментарий

(будет опубликован после проверки)


Поиск
Загрузка...
Новости сайта


Статистика


Рейтинг@Mail.ru
Rambler's Top100