Долгий путь к водороду

Любопытные результаты испытаний модернизированной малолитражки Nissan March с системой, добавляющей водород к обычному топливу, недавно обнародовала базирующаяся в Саппоро компания Hrein Energy.

Любопытные результаты испытаний модернизированной малолитражки Nissan March с системой, добавляющей водород к обычному топливу, недавно обнародовала базирующаяся в Саппоро компания Hrein Energy. Помимо заметного снижения расхода бензина, водород позволяет заметно сократить вредные выбросы в атмосферу.

Как известно, идея безупречных с точки зрения экологии автомобилей, оснащенных работающими на чистом водороде топливными элементами, пока не воплощена в жизнь, в основном из-за больших трудностей с безопасным хранением водорода. Но практичные японцы решили обкатать уже имеющиеся технологии, чтобы выявить основные проблемы и поднабраться опыта.

На серийный Nissan March с объемом двигателя 1,2 литра установили реактор, в котором водород выделяется из метилциклогексана (C7H14) за счет его нагрева выхлопными газами. В результате получается толуол (C7H8) и три молекулы водорода H2. Химический реактор, который постарались сделать как можно миниатюрнее, способен производить около трех кубических метров водорода в час. Однако этого недостаточно для обеспечения автомобиля топливом. Поэтому он, как и обычный, едет на бензине. Но производительности реактора хватает, чтобы добавить 3–5% водорода к воздуху топливной смеси. Двигатель при этом может работать на сильно обедненной смеси, в которой воздуха по крайней мере в 25 раз больше, чем топлива. Это позволяет при скорости 50–60 километров в час сэкономить до 30% бензина. Значительно снижаются и вредные выбросы соединений азота, угарного и углекислого газа.

При нормальных условиях метилциклогексан представляет собой жидкость, и его транспортировка, заправка и использование в автомобилях не вызывает проблем. Как и другие органические гидриды, он способен хранить 6–8 весовых процентов водорода, что лучше показателей баллонов высокого давления или других запасающих водород соединений на основе металлов.

Однако есть и ряд существенных недостатков. Для выделения водорода из метилциклогексана требуется сравнительно высокая температура - около трехсот градусов Цельсия. В обычном автомобиле это не проблема, поскольку температура выхлопных газов гораздо выше. Но эффективные топливные элементы работают при более низких температурах, и для получения водорода из органических гидридов придется расходовать дополнительную энергию на их подогрев. Кроме того, для автомобиля нужно получать 30–50 кубических метров водорода в час, и создать реактор такой мощности, сохраняя приемлемые для автомобиля размеры, пока не под силу даже смекалистым японцам.

Сейчас трудно сказать, как будет происходить переход на водородное топливо. Возможно, какое-то время будет популярен гибридный транспорт. Именно на это рассчитывают японские специалисты, планируя и дальше совершенствовать свою систему, а также разрабатывая методы получения водорода и органических гидридов с помощью ветряных генераторов и других источников возобновляемой энергии.