То что нужно настоящему мужыку!

Водород — топливо будущего


Засучив рукава, за дело берутся российские атомщики. Так, в конце 2018 года госкорпорация «Росатом» заявила о своём решении включить водородную энергетику в состав своих «приоритетных направлений технологического развития в составе отраслевого национального проекта». А в роли основного заказчика технических решений для потребностей атомно-водородной энергетики выступает АО «ВНИИАЭС».


Тут важно будет пояснить, что для атомщиков водород – это скорее побочный продукт технологического процесса, как и попутный газ у нефтяников. Скапливаясь, он становится опасным, и его проще сжечь, чем найти какое-то практическое применение. Ох, не зря смесь водорода с кислородом называется «гремучий газ». Даже небольшая концентрация примеси кислорода в водороде делает его взрывоопасным. На АЭС типа ВВЭР в активной зоне реактора и в системе защитных оболочек происходит радиолиз воды с выделением водорода. Для нейтрализации этого опасного явления и обеспечения взрывобезопасности АЭС используют различные системы контроля и газоочистки. Разработкой таких систем занимается АО «ВНИИАЭС», с богатым опытом работы в направлении водородной энергетики и большим числом собственных наработок. Водород нейтрализуют различными способами, но чаще всего сжигают.

Системой «дожигания водорода» оснащены некоторые АЭС в европейской части России:
Кольская АЭС – 4 энергоблока;
Ростовская АЭС – 2 энергоблока;
Балаковская АЭС – 4 энергоблока;
Нововоронежская АЭС – 2 энергоблока;
Калининская АЭС – 3 энергоблока.

По всей видимости, светлые головы учёных-атомщиков решили эту проблему так же, как и известный персонаж фильма "Кавказская пленница": "Тот, кто нам мешает, тот нам поможет!"

Зачем понапрасну сжигать водород, решили атомщики, когда можно зарабатывать на его продаже. Тем более что в Европе сейчас спрос на него возрастает год от года.

В течение 2019 года в АО «ВНИИАЭС» запланированы формирование заявок на аванпроекты и проработка технических требований технологии выработки, накопления и транспортировки водорода.

Планируются следующие инновационные разработки:
• металлогидридный термосорбционный компрессор с давлением водорода на выходе 80 МПа и производительностью 108 нм3Н2/час;
• электролизер-генератор водорода производительностью 108 нм3 Н2/час;
• установки производства сплавов (сорбентов) производительностью 500 кг/сут.;
• блок производства метилциклогексана гидрированием толуола и логистического центра транспортировки и доставки продуктов ВКЭК (водород/ кислород) к потребителям и водород-хабу.

Также следует отметить проблему, существующую в энергосистемах с неравномерным графиком нагрузок в течение суток. Пиковые нагрузки днём чередуются спадами потребления в ночное время. Переключая часть мощности АЭС на генерацию водорода в периоды спада потребления, можно будет уравнивать графики потребления мощности. Режим работы с равномерным распределением нагрузки является наиболее предпочтительным для всего генерирующего электрооборудования.

В одном из проектов прорабатывается возможная дозагрузка генерирующих мощностей части АЭС в европейской части России для производства товарного водорода под нужды потребителей. Для этих целей рассматривается Кольская АЭС и готовящаяся сейчас к вводу в эксплуатацию ПАТЭС (плавучая атомная теплоэлектростанция) «Академик Ломоносов». Летом 2019 года ПАТЭС планируют разместить у берегов Чукотского АО, в порту Певек. Планируется, что ПАТЭС сможет заменить собой два крупных энергообъекта – Билибинскую АЭС и Чаунскую ТЭЦ.


ПАТЭС «Академик Ломоносов» — плавучая атомная теплоэлектростанция



В заявлении сказано:

«Водород может найти применение для заправки грузового транспорта на водородных топливных элементах, в качестве теплоносителя в автономных пунктах производства электроэнергии и тепла для удаленных районов».



Что касается тепла, выделяемого при сжигании водорода с кислородом, то стоит отметить высокую температуру горения этой смеси (почти 3000 градусов Цельсия) с выделением большого количества энергии (до 24 000 Дж/Г). Это свойство применяется при плавлении тугоплавких металлов, кварца и т.п., для создания сплавов, резки и сварки металла. При сжигании водорода не происходит образование вредных веществ, а образуется лишь вода.

Остановимся отдельно на водородных топливных элементах, чтобы читателю было понятно, о чём идёт речь. Можете представить себе батарейку с «бесконечным» зарядом, в которой источником энергии являются не те компоненты, из которых состоит батарея, а постоянно протекающие через нее газы — водород и кислород. Внутри топливного элемента происходит окислительная реакция (2H2 + O2 → 2H2O), а источником тока выступает движение электронов в ионной среде. В качестве катализатора здесь используется дорогостоящая платина, но в скором времени учёные её планируют заменить более дешевыми материалами на основе нанотехнологии.


Топливный элемент работает на водороде и кислороде




Основные области применения водородных топливных элементов



Это не фантастика. Несколько лет назад начался первый серийный выпуск легкового автомобиля, работающего на водороде. Автомобиль имел гибридный электроводородный «двигатель». Энергия производится с помощью окислительной реакции водорода в электрохимическом генераторе. Вместо вредного выхлопа — вода.


Toyota Mirai — серийный автомобиль, работающий на водороде



Знакомьтесь, Toyota Mirai (что означает «будущее»). Мощность двигателя 154 л.с., крутящий момент 335 Нм. Время разгона машины от 0 до 100 км/ч всего 9 секунд. Заправка водородом занимает до 5 минут. В машине установлено 2 баллона высокого давления ёмкостью в 60 и 62,4 л водорода. Между прочим, сейчас практически каждый крупный производитель автомобилей ведет свои разработки на топливных элементах. Основным препятствием развития этого направления является отсутствие достаточного числа водородных АЗС, но это дело наживное.

Вот так это выглядит в реальности по всему миру.












Действуют и передвижные водородные АЗС (Австралия)



Немцы даже выпустили детский набор H2-Sprinter, который представляет собой комплект: гоночный автомобиль с водородным топливным элементом, водородная заправка (электролизер) и солнечный модуль, вырабатывающий электроэнергию для электролиза.

Дети наливали из-под крана воду в «заправочную» станцию, ждали, пока солнце сделает всю работу, заправлялись и гоняли эту машинку на водородном топливе.


Детский игровой набор H2-Sprinter



В Америке компания Hyundai в рекламных целях предлагает своим клиентам на Tucson FCEV заправляться водородом бесплатно.


Hyundai Tucson FCEV на водороде



А что, мы снова опоздали на этот «праздник жизни»? Где же наши разработки?

Об этом более подробно можно почитать здесь.

Автомобиль «Антэл»

Серия экспериментальных автомобилей «Антэл»: был такой отечественный проект с участием отечественных НИИ и предприятий (концерн «АвтоВАЗ», РКК «Энергия» и др.). При разработке «Антэл-1» на базе ВАЗ-2131 все основные компоненты, разработанные, между прочим, для «Буранов», разместили в багажном отделении. Кроме водородных, в машине располагались и кислородные баллоны, что делало её эксплуатацию небезопасной. Тем более что рядом с кислородом находилось ещё и масло, повышая опасность возгорания и взрыва.


Авто 2131ТЭ Антэл-1 на топливных элементах (Московский автосалон 2001г.)



Следующую машину разработали на базе ВАЗ-2111, но главное — избавились от взрывоопасных баллонов с кислородом, заменив их воздушным компрессором. Машина стала значительно легче и улучшила свои характеристики. Пробег автомобиля до 350 км, максимальная скорость до 100 км/ч. Общий объём водородных баллонов — 90 л. Максимальная мощность электрического двигателя — 90 кВт.


Авто 2111ТЭ «Антэл-2» (Московский автосалон, 2003 г.)



Скорее всего, противниками проекта выступили крупнейшие нефтяные компании или наши злейшие друзья — «западные партнёры», хотя формально финансирование этих разработок на ВАЗ в 2004 году было прекращено из-за «сложного финансового положения». А когда в 2005 году сменилось руководство автозавода, то проект «Антэл» полностью свернул свою деятельность.

Теперь мы с завистью смотрим на зарубежные автомобили с водородными топливными элементами, когда могли бы их опередить в своё время. В других странах уже созданы электропоезда, яхты и даже самолёты на водородных топливных элементах. Да, они снова нас обогнали.

Наш президент совсем недавно говорил о необходимости «технологического прорыва» в развитии страны — так вот же эти технологии! Если мы их не будем внедрять, то это всё равно не остановит прогрессирующее развитие водородных технологий по всему земному шару. И всё-таки хочется надеяться, что мы будем не только продавать в другие страны свои углеводородные ресурсы или водород, а ещё и сами сможем в полной мере пользоваться «высокими технологиями» собственного производства.

Автор:Кантемиров ВикторИспользованы фотографии:atomic-energy.ru, feedcars.ru, nr-portal.ru, ecology.md, buildinggreener.us, pbs.twimg.com, hheating.ru, nanometer.ru, modeli-vaz.ru, schulz.st autotopik.ru


Источник: Водород — топливо будущего
Опубликовал:
Теги: авто транспорт водород будущее наука топливо

Комментарии (15)

Сортировка: Рейтинг | Дата
Андрей Андреев
Нашим олигархам и чиновникам некогда,они бюджет пилят,они спешат,вдруг что то изменится в не их пользу...
евгений косов 
только обещать и умеют , то хабл российский 9 лет строят (2 миллиарда исчезло , после расследования нашли 20 миллионов !)машины на аккумуляторах до сих пор изобретают( летом выставка была электромобилей , Черногория и то свою модель представила , были практически от всех стран , кроме России), еще много чего обещали - но ни чего не выполнили !
ruslan hismatullin 
Ох уж эти сказки. Ох уж эти сказочники. Я однажды сделал в домашних условиях двигатель паровой. Поставил на мотоблок. Наши инспекторы гибдд меня пытались оштрафовать. Но оснований не было и просто забрали аппарат на штраф стоянку. Там он и сгинул в небытие.
Данил Арутюнов
Этот пользователь заблокирован. Возможно он тролль
Владимир Сычёв 
"В качестве катализатора здесь используется дорогостоящая платина, но в скором времени учёные её планируют заменить более дешевыми материалами на основе нанотехнологии." Пока нанотехнологиями руководит Чубайс "скорое время" не наступит.
Николай Ковалевский 
В 1969 ГОДУ ПЛАТИНОВЫЕ ( секретные ) катализаторы для дожига водорода в СФС
( спецфортсооружении ) при зарядке кислотных аккумуляторов я, молодой лейтенант, использовал, Также, для обогащения воздуха КИСЛОРОДОМ использовал пластины В-64 в РДУ ( регенеративные двухярусные установки ), основанные на выделении кислорода из надперекиси калия ( К2О )
Данил Арутюнов
Этот пользователь заблокирован. Возможно он тролль
Николай Смирнов 
Смотрите Федорова! Мы проиграли войну в 1991 году! Платим дань! Полтора миллиарда долларов в день!И пртчии подати! Как из Германии в 45 вывозили заводы! Раскиньте мозгами! Вступайте в НОД!
Владимир Акифьев 
Ещё в 1960-е годы умельцы делали самодельные авто, которые работали на воде: гидролизом воду разлагали на водород и кислород, которые сжигали в двигателе. Но стране тогда это было не надо. И сейчас, думаю, найдутся запрещальники.
Николай Ковалевский 
С топливными элементами, уже капитаном, в Москве, познакомился в 1974 году - вода - в качестве топлива использовалась путём, основанном на разности масс ( и габаритов ) кислорода и водорода, разделяемых полупрозрачными фильтрами, которые, как решето, пропускали водород и задерживали кислород ( немашинным,беззатратным способом ). Затем, после сжигания водорода и кислорода, образующаяся вода СНОВА ПОСТУПАЛА в ТВЗЛ, образуя " вечный двигатель"
Виктор j 
А можно поподробнее?
Dmitriy Buldikhaev
Этот пользователь заблокирован. Возможно он тролль
Вопрос в другом.... Куда мы будем девать воду от выхлопов? Сейчас когда по миру ездит "4" машины, это конечно не проблема. А когда их появится миллиарды?
Виктор j 
Вообще насколько я помню из курса химии, изначально водород в основном берут из воды. H2O это молекула воды.
Данил Арутюнов
Этот пользователь заблокирован. Возможно он тролль
Возьму статью для моих студентов-технарей, которым английский язык преподаю с технической специализацией.
Николай Ковалевский 
Добавьте, пожалуйста, для "ВАШИХ"студентов мои комментарии, опубликованные ниже, лейтенантское и капитанское...
Написать комментарий:
Напишите ответ :
Почему дизельное топливо стало дороже бензина: раньше было наоборот
Почему дизельное топливо стало дороже бензина: раньше было наоборот
26
Авто-Тема 18:30 05 мар 2022
Эксперт рассказал о российском «оружии будущего», которое пошатнуло величие США
Эксперт рассказал о российском «оружии будущего», которое пошатнуло величие США
73
Ваши новости 13:52 06 июн 2021
Нацистскую монету из будущего нашли в Мексике
Нацистскую монету из будущего нашли в Мексике
9
Мужской журнал 08:02 25 апр 2018
Почему сейчас дизельное топливо дороже бензина, а в СССР оно стоило копейки
Почему сейчас дизельное топливо дороже бензина, а в СССР оно стоило копейки
6
Авто-Тема 16:50 17 дек 2021
Названа скорость, езда на которой максимально экономит топливо
Названа скорость, езда на которой максимально экономит топливо
4
Авто-Тема 18:54 27 май 2023
Как сэкономить топливо: 6 советов автовладельцам
Как сэкономить топливо: 6 советов автовладельцам
34
Авто-Тема 15:20 03 авг 2018
Это тоже выход: Как газопровод «Северный поток-2» поможет российскому автопрому
Это тоже выход: Как газопровод «Северный поток-2» поможет российскому автопрому
24
Авто-Тема 15:40 09 окт 2021
Полезная хитрость, чтобы двигатель не “подъедал” топливо
Полезная хитрость, чтобы двигатель не “подъедал” топливо
0
Авто-Тема 10:25 25 авг 2021
Топливо будут делать из коровьего навоза: для этих целей построят 28 заводов
Топливо будут делать из коровьего навоза: для этих целей построят 28 заводов
0
Авто-Тема 07:07 26 авг 2021
Найден простой способ превращать пластиковые отходы в топливо
Найден простой способ превращать пластиковые отходы в топливо
20
Мужской журнал 05:01 21 фев 2019
Автомобили будущего, которые реально существуют
Автомобили будущего, которые реально существуют
0
Авто-Тема 09:12 06 май 2021
В Россию вернулся лучший семейный кроссовер в мире, который любят россияне. Цены приятно удивят
В Россию вернулся лучший семейный кроссовер в мире, который любят россияне. Цены приятно удивят
0
Авто-Тема 17:31 Вчера

Выберете причину обращения:

Выберите действие

Укажите ваш емейл:

Укажите емейл

Такого емейла у нас нет.

Проверьте ваш емейл:

Укажите емейл

Почему-то мы не можем найти ваши данные. Напишите, пожалуйста, в специальный раздел обратной связи: Не смогли найти емейл. Наш менеджер разберется в сложившейся ситуации.

Ваши данные удалены

Просим прощения за доставленные неудобства