Сьогодні ми продовжуємо тему використання водню на транспорті і розповімо про ще однією технологією. Суть її - використання незначної кількості водню (або водородосодержащих добавок), як додаткового компонента до стандартного палива автомобіля: бензину, дизелю, або газу. При цьому економія основного палива може досягати 30 відсотків, а вироблення необхідного водню може відбуватися прямо на борту автомобіля в момент руху.
Технологія вперше з'явилася в момент паливної кризи - високі ціни на нафту стимулюють людство на пошук енергозберігаючих технологій. Мова, правда, йде про перший нафтову кризу 70-х років минулого століття.
У 1974 році канадець Джон Хоусман перед суспільством автомобільних інженерів Сполучених штатів Америки зробив доповідь під назвою "Бортовий генератор водню і частково водневий впорскування в ДВС. Вченими було з'ясовано, що найдрібніша добавка водню в ДВС, що працює на традиційному паливі, істотно підвищує технічні показники моторів. тоді ж він запропонував отримувати необхідний для роботи ДВС водень зі звичайної дистильованої води прямо на борту автомобіля.
Ідея мала успіх і переросла в комерційно успішний проект. Пізніше була розроблена і запатентована система уприскування водню у впускний колектор двигуна внутрішнього згоряння "" HFI "(Hydrogen Fuel Injection). Розробник гарантує, що система дозволяє реалізувати 10-відсоткову економію палива і значне скорочення викиду шкідливих речовин в атмосферу. В тому числі сажі, - слабкого місця дизельних двигунів.
Принцип дії даної технології заснований на тому, що електролізний апарат, що бере енергію з бортової електричної мережі автомобіля, розкладає дистильовану воду і направляє вивільнилися водень і кисень у впускний колектор двигуна. Кількість вступників в дизель газів дуже незначно, в той час як вони відчутно підвищують повноту згоряння дизельного палива. За рахунок чого, в свою чергу змінюється характер поширення факела полум'я в робочих циліндрах моторів. Саме це і сприяє підвищенню ККД дизельного двигуна і зростання віддачі від традиційного палива.
Ісспитанія транспорту з паливом в якості водню проводились ще в СРСР. Однак, розробки так і не набули практичного воплащения.
Система HFI і донині відома і широко використовується в Північній Америці. Вона може працювати з будь-яким ДВС (дизель, бензин, природний газ). Великі американські компанії займаються вантажоперевезеннями оптом закуповують у канадців комплекти обладнання вартістю від 4 до 14 тисяч доларів і не шкодують: економія на використанні кожного великовантажам близько 700 $ в місяць у витратах на паливо ". Воднева установка окупається максимум за два роки, і це не рахуючи зростання ресурсу двигуна на якому вона встановлена і зниження впливу на навколишнє середовище.
Незаперечні плюси: По-перше, не потрібні які-небудь спеціалізовані заправні комплекси. Газ генерується в компактній установці на борту самого автомобіля. По-друге, власники установок позбавлені від необхідності зберігання паливних елементів, важких балонів з газоподібним воднем або теплоізольованих - з рідким на борту автомобіля, так як весь обсяг газу, що виробляється тут же споживається двигуном. По-третє, відчутна економія на ПММ.
Так що, поки провідні автомобільні концерни світу намагаються повністю перевести автомобіль на водень, "канадці" воліють задовольнятися малим, розбавляючи їм традиційне паливо.
Про водородосодержащих добавках все частіше говорять на пострадянському просторі. Гугл в допомогу і з'ясовується, що безліч ентузіастів проводять випробування на власних автомобілях, встановлюючи на під капот електролізери водню власної розробки. Технологією так само зацікавилися великі компанії.
Один з саморобних електролізерів на карбюратороном ВАЗ
Російські розробники виходять з того, що переклад автотранспорту на паливні елементи, що працюють на чистому водні, - справа далекого майбутнього. До сих пір немає простого, економічного та безпечного способу отримання чистого водню, його транспортування, зберігання на заправних станціях і заправки автомобілів. А ось якщо придивитися до старих, випробуваних двигунів внутрішнього згоряння, то виявиться, що їх потенціал не повністю вичерпаний. Немає необхідності в повній заміні традиційного палива, досить ввести в нього 1-6% водню (по масі), і процеси згоряння палива істотно поліпшуються.
Використання водню як добавки найбільш зручно при використанні в якості основного палива метану. Водень можна додавати в метан, таким чином, уникнувши необхідності установки на автомобіль додаткових балонів. Газову суміш - природний газ + водень, іменовану Гайтану, можна готувати заздалегідь і використовувати серійні газові двигуни.
Інший шлях, як ми вже згадували вище-отримувати водень безпосередньо на борту автомобіля. Але шлях по якому пішли канадці-отримувати водень з дистильованої води в електролізері, не сподобався російським вченим. Недоліки системи - висока вартість електролізера і необхідність мати на борту надлишки електроенергії.
Запропонований росіянами метод - отримання водородсодержащего синтез-газу - це суміш водню і монооксиду вуглецю. Мова йде не про чистому водні, однак, за своїм фізико-хімічного впливу на процес згоряння добавка синтез-газу рівносильна добавці чистого водню. Вартість такого генератора в кілька разів нижче вартості електролізера, в його складі відсутні дорогоцінні метали, що знімає обмеження по масовості виробництва.
Генератор синтез-газу на "Соболь"
Сьогодні в Росії є патентовані розробки - генератори синтез-газу. Генератор вийшов відносно недорогим і це дозволяє говорити вже про широке застосування водню в якості добавки до палива. Остання модифікація генератора спільно з двигуном ЗМЗ 40522.10 була відпрацьована на Заволзькому моторному заводі і встановлена на автомобілі «Соболь», приймати участь в пробігу «Блакитний коридор».
Генератор синтез-газу складається з каталітичного реактора і мікропроцесорної системи управління, включаючи бортовий контролер, фільтри, клапани, редуктор. Каталітичний реактор виконаний у вигляді інтегрованого по теплу блоку, що складається з газового пристрою підпалу, змішувача, каталітичної камери, рекуператора і теплообмінника. При масі 7 кг реактор займає об'єм 5 л, продуктивність його - до 25 м3 / год синтез-газу, час запуску - 15 с, температура газів в реакторі - 900 ° С. Термін служби пористого нікель каталізатора становить понад 1000 год.
Які ж перспективи цієї технології? Вартості генератора синтез-газу, при серійності 30 тисяч штук на рік - 700 $. Окупність - рік-два. Очевидно, що процес впровадження буде непростим і тривалим. Втім, життя показує, що нові технології часом отримавши швидкий розвиток швидко удосконалюються дешевшають і йдуть в маси. У будь-якому випадку, на погляд OGAZE технологія застосування водню в якості ініціює добавки в основне паливо цікава і заслуговує пильної уваги.