• Vites qutisi
• Dvigatel
• Dvigatel
• Suyuqliklar
• Vites qutisi

Vodorodli avtomobil dvigateli: neftga qaramlikni davolash. Vodorodli dvigatel: ishlash printsipi va dizayni Avtomobilning ishlash printsipi uchun vodorodli dvigatel

Neft mahsulotlarini tejamkorroq mahsulotlarga almashtirish masalasining dolzarbligi kundan-kunga ortib bormoqda. Bugungi kunda sayyoradagi eng yaxshi aqllar buni hal qilishga harakat qilmoqda. Va allaqachon ko'p narsa qilingan. Yog 'iste'molchilariga etakchi alternativ vodorod dvigatelidir.

Vodorod nima va undan qanday foydalanish kerak

Har tomonlama nuqtai nazardan qaraganda, vodorod bugungi kundagi energiya ta'minoti ehtiyojlariga eng mos keladi. Atrof-muhitni ifloslantirmaydi va oddiy suvdan olingan bo'lsa, amalda cheksizdir.

Vodorod kabi uchuvchi moddada ishlaydigan mashinalar allaqachon mavjud. Bunga ommaviy o'tishgacha hali uzoq yo'l borligi aniq. Ammo shunga qaramay, hamma narsa shu tarzda ketmoqda.

U suv molekulalarining kislorod va vodorod atomlariga parchalanishi reaktsiyasiga asoslangan. Bugungi kunda ushbu reaktsiyadan foydalanish ikki yo'nalishda rivojlanmoqda:

• o'z ishlarida vodoroddan foydalanish;
• elektr motorini quvvatlaydigan vodorod yonilg'i xujayralari.

Keling, ularning har birini alohida ko'rib chiqaylik.

Vodorodli ichki yonish dvigatellari

Bu erda bir nechta nuanslar mavjud. Ta'sirchan isitish va siqilish gazning birlikning metall komponentlari bilan reaksiyaga kirishiga olib keladi va. Va agar qochqin bo'lsa, issiq egzoz manifoldu bilan aloqa qilishda, albatta, u yonadi. Buni hisobga olgan holda, siz assimilyatsiya manifoldidan munosib masofada egzoz manifolti bilan aylanadigan dvigatellardan foydalanishingiz kerak. Bu yong'in ehtimolini kamaytiradi.

Bundan tashqari, ba'zi o'zgarishlar talab qilinadi. Va vodorod bilan ishlaydigan ichki yonish moslamasi vodorod elementlaridan foydalangan holda elektr motoriga nisbatan samaradorlikdan past. Ammo bularning barchasi ancha vaqtdan beri ishlab chiqilmoqda, shuning uchun bu kun uzoq emas.

Mana bir misol - BMW 750hL, vodorod bilan ishlaydigan mashina. Kichik nashrda konveyerdan chiqdi. Kaput ostida o'n ikki silindrli dvigatel joylashgan. Uning yoqilg'isi kislorod va vodorod aralashmasi bo'lib, uning tarkibi raketa yoqilg'isi bilan bir xil. Avtomobil maksimal 140 km/soat tezlikka erisha oladi. Suyultirilgan va sovutilgan assortimentli gaz qo'shimcha idishda saqlanadi. Uning hajmi uch yuz kilometrni bosib o'tish uchun etarli va agar aralashma yo'lda tugasa, vosita asosiy tankdan avtomatik ravishda iste'mol qila boshlaydi. Avtomobilning narxi bir xil toifadagi avtomobillar narxidan oshmaydi, lekin karbüratörlü dvigatel bilan - taxminan 90 ming dollar.

Vodorod batareyalari bilan ishlaydigan qurilmalar

Bu erda vodorod dvigatelining ishlash printsipi elektrolizdir. Qo'rg'oshinlar bilan bir xil. Faqatgina samaradorlik 45% ni tashkil qiladi.

Bunday "batareya" membranasidan faqat protonlar o'tishi mumkin. Turli qutblarning elektrodlari bu membrana bilan ajralib turadi. Vodorod anodga, kislorod katodga beriladi. Ularni qoplaydigan katalizator (platina) elektronlarni yo'qotishiga olib keladi. Katod membranadan o'tgan protonlarni o'ziga tortadi va ular elektronlar bilan reaksiyaga kirisha boshlaydi, reaktsiya natijasida suv va elektr toki hosil bo'ladi. Anoddan elektr toki simlar orqali elektr motoriga o'tadi, ya'ni uni quvvat bilan ta'minlaydi.

Vodorod batareyalari bilan ishlaydigan, "Antel-1" va "Antel-2" nomlari bilan ishlaydigan qurilmalar allaqachon "Niva" va "Lada" kontseptsiyasi sifatida ishlaydi. Birinchi elektr stantsiyasi bitta "to'liq" tankda ikki yuz ming metrni, ikkinchisi - uch yuz metrni bosib o'tadi.

Foydalanishning afzalliklari haqida

Vodorod bilan yoqilg'i faqat gaz aralashmasida 10% ga boyitiladi, ammo bu yoqilg'ining o'zi iste'molini 30-50% ga kamaytiradi. Ma'lum bo'lishicha, siz bir xil miqdordagi yoqilg'i bilan, masalan, bir yuz ellik mil emas, balki ikki yuzta yo'l bosib o'tasiz.

Bular bugungi kunda vodorod dvigatelining afzalliklari. Kelajakda esa bu ajoyib gazdan avtomobil uchun harakatlantiruvchi kuch sifatida foydalanish keng ko‘lamli foydali tomonlarni ochib beradi.

Foydali tomonlari

• bepul xomashyo - suv, undan gazni cheksiz olish mumkin;
• reaktsiya paytida hosil bo'lgan moddalar atrof-muhitga zarar etkazmaydi;
• reaktiv yonish tufayli, ko'rib chiqilayotgan birlikning samaradorligi karbüratörnikiga qaraganda kattaroq tartibdir;
• gazning ulkan yonuvchanligi elektr stantsiyasining har qanday atmosfera sharoitida, ham salbiy, ham ijobiy holda uzluksiz ishlashiga imkon beradi;
• vodorod aralashmasining yonishi paytida portlash benzinga qaraganda bir necha baravar past, shuningdek jihozning ishlashi paytida tebranish;
• murakkab uzatish, sovutish va moylash tizimlariga ehtiyoj yo'q, ya'ni qismlar sonining qisqarishi tufayli texnik xizmat ko'rsatish qulayligi ortadi.

Mukammallikka qadar takomillashtirish

Vodorod xujayrasi dvigatelining uzluksiz ishlashi uchun, boshqa narsalar qatori, unga katta batareyalar va. Va ular hozir mavjud bo'lgan shaklda ular juda ko'p joy egallaydi. Bu erda ishlab chiqarish printsipial jihatdan yangi yondashuvni talab qiladi.

Yoqilg'i xujayralari hali ham juda qimmat. Hozircha ularni ishlab chiqarish uchun muqobil materiallarni qidirish faqat davom etmoqda.

Elektr stantsiyasining yong'in xavfsizligi yaxshilanmagan. Va vodorod konteynerlari masalasi ochiqligicha qolmoqda. Aytish mumkinki, vodorod dvigatelining o'zi hali ham kelajakdagi xususiyatlarni oladi.

Tarixga sayohat

Shunisi e'tiborga loyiqki, vodorod dvigateli benzinli dvigateldan ancha oldin ixtiro qilingan. Lekin negadir ikkinchisi ishlab chiqildi. Frantsiyada 1806 yilda olim Fransua Isaak de Rivaz tomonidan qurilgan qurilma allaqachon suvning gidrolizlanishi bilan quvvatlangan edi. Ammo ular faqat 1870 yilda foydalanishni boshladilar.

Vodorodni avtomobillar uchun yoqilg'i sifatida ishlatish haqida video:

Unchalik uzoq bo'lmagan davrlarda, ya'ni Ulug' Vatan urushi davrida, vodoroddan energiya manbai sifatida yana bir muvaffaqiyatli foydalanish haqida dalillar mavjud. Blokada paytida Leningradda benzinning halokatli taqchilligi bor edi. Shuning uchun baraj sharlarini boshqarish va vinçlarni boshqarish uchun etarli bo'lgan vodoroddan foydalanishga qaror qilindi. Va bu shaharni himoya qilishda muhim rol o'ynadi.

Bu insoniyat bugungi kunda mavjud bo'lgan neft mahsulotlariga muqobildir. Bu boradagi ishlar esa tobora jadal olib borilmoqda. Vodorod dvigatelining hozir qanday ishlashi va ertaga qanday ishlashi haqida faqat umumiy ma'noda gapirishimiz mumkin. Bir narsa aniq - sayyoramizning kelajagi vodorod bilan bog'liq.

Agar qo'shadigan biror narsangiz bo'lsa, quyida sharhlar sizni kutmoqda.

An'anaviy ichki yonish dvigatelining juda ko'p kamchiliklari bor, shuning uchun mutaxassislar uzoq vaqtdan beri unga munosib alternativani izlashmoqda. Bir vaqtning o'zida elektr motorlarining paydo bo'lishi oldinga ulkan qadam edi, ammo texnologiya doimo rivojlanib bormoqda va 1997 yilda vodorod dvigatellari ham paydo bo'ldi. Ularning yordami bilan yoqilg'i narxi va ekologik xavfsizlik bilan bog'liq muammolarni hal qilish mumkin bo'ladi.

Vodorodli ichki yonuv dvigatellari qayerdan paydo bo'lgan?

70-yillarda dunyoda energiya inqirozi boshlandi, bu olimlarni benzinga alternativa izlashga undadi. Toyota SUV birinchilardan bo'lib vodoroddan foydalangan, ammo 90-yillarning oxirida u hech qachon ishlab chiqarilmagan. Bu boradagi tadqiqotlar davom ettirildi. Toyotadan tashqari Hyundai va Honda ham muvaffaqiyatga erishdi.

Ammo energiya inqirozi tugadi va u bilan birga muqobil yoqilg'ida ishlaydigan dvigatellarga qiziqish yo'qoldi. Endi muammo yana dolzarb bo'lib qoldi, ekologlar yana bizni unga e'tibor berishga majbur qilmoqda. Vodorod bilan amaliy tajribalar o'tkazish yoqilg'i narxining oshishi bilan turtki bo'lmoqda. BMW, Honda va Ford vodorod dvigatellarini yaratishda eng faol hisoblanadi. 2016 yilda H2 tomonidan harakatlanadigan birinchi poyezd chiqarildi.

Dizayn va operatsion xususiyatlar

Benzinli dvigatellar bilan bog'liq muammo shundaki, yoqilg'i uzoq vaqt yonadi va yonish kamerasining bo'sh joyini piston pastki holatiga kelganidan biroz oldin egallaydi. Vodorod dvigatelining ishlash printsipi quyidagicha: tez H2 reaktsiyasi inyeksiya vaqtini pistonning eng past holatiga qaytish vaqtiga yaqinlashtiradi. Bunday holda, yonilg'i ta'minoti strukturasidagi bosim biroz oshadi.

Vodorod dvigateli aralashma havo ishtirokisiz hosil bo'lganda ichki quvvat tizimini yaratishi mumkin. Oddiy qilib aytganda, keyingi siqish zarbasidan so'ng, bug 'yoqish moslamasida hosil bo'ladi, so'ngra u radiatordan o'tadi, u erda kondensatsiyalanib, yana suvga aylanadi. Ammo qurilma faqat vodorodni suvdan ajratib turadigan elektrolizatori bo'lgan mashinada amalga oshirilishi mumkin, shunda u yana kislorod bilan o'zaro ta'sir qilishi mumkin. Endi bunga erishish deyarli mumkin emas, chunki texnik moy dvigatellarning ishlashini barqarorlashtirish uchun ishlatiladi va bug'langanda u egzozning ajralmas qismiga aylanadi. Shuning uchun dvigatelni havosiz uzluksiz ishga tushirish mumkin emas.

Vodorodli dvigatellarning turlari

H2 dvigatellarining ishlash xususiyatlarini ko'rib chiqayotganda, ikkita turdagi birlik mavjudligini hisobga olishni unutmang:

• vodorod elementlari bo'lgan motorlar;
• vodorodli ichki yonish dvigatellari.

Vodorod hujayralariga asoslangan motorlar

Qurilma qo'rg'oshinli akkumulyatorda ishlaydi, ammo yonilg'i xujayrasi samaradorligi ancha yuqori va ba'zan 45% dan oshadi. Quvvat tizimi quyidagicha: yonilg'i xujayrasi tanasida faqat protonlarni o'tkazadigan membrana mavjud. U anod va katod kameralarini ajratib turadi. Anod kamerasi vodorod bilan, katod kamerasi esa kislorod bilan to'ldirilgan. Barcha elementlar platina katalizatorlari bilan qoplangan.

Katalizator ta'sirida protonlar elektrodlar bilan birlashadi, membrana orqali katodga o'tadi. Suv paydo bo'lishiga yordam beradigan reaktsiya paydo bo'ladi. Anod elektronlari dvigatelga ulangan elektr zanjiriga o'tadi. Natijada quvvat blokini quvvatlaydigan elektr toki paydo bo'ladi.

Vodorod yoqilg'isi endi Niva avtomobillarida qo'llaniladi. Ular uchun elektr stantsiyalari Ural muhandislari tomonidan yaratilgan. Zaryad 200 km uchun yetarli. Shuningdek, shunga o'xshash dvigatellar Lada 111-ga o'rnatilgan - u Antel-2 blokidan foydalanadi, uning kuchi allaqachon 350 km uchun etarli. O'rnatishda qimmatbaho metallar ishlatilganligi sababli ular ancha qimmat. Bu avtomobillarning yakuniy narxiga ham ta'sir qiladi.

Vodorodli ichki yonish dvigatellari

Ushbu quvvat bloklari hozirgi kunda keng tarqalgan gaz bilan ishlaydigan dvigatellarga juda o'xshaydi, shuning uchun propandan vodorodga o'tish juda oson. Dvigatelni ozgina qayta sozlash talab qilinadi. Bunday "dvigatellar" ning samaradorligi vodorod xujayralari yordamida ichki yonish dvigatellari bilan solishtirganda biroz pastroq. Ammo bu kamchilik kerakli miqdordagi energiyani ishlab chiqarish uchun kamroq vodorod talab qilinishi bilan qoplanadi.

An'anaviy ichki yonish dvigatelida vodoroddan foydalanish bir qator sabablarga ko'ra mumkin emas:

1. Siqish nisbati juda yuqori. H2 dvigatel moyi bilan reaksiyaga kirishadi.
2. Egzoz manifoldu issiq. Hatto kichik oqish ham yong'inga olib kelishi mumkin.

Shuning uchun H2 ga asoslangan dizaynlarni ishlab chiqish uchun faqat aylanadigan motorlar qo'llaniladi. Bu erda kollektorlar orasidagi masofa tufayli yong'in xavfi minimallashtiriladi.

Ajoyib misol - BMW 750hL. Suyuq vodorod rezervuarda mavjud va u 300 km uchun etarli. Texnologiya shundayki, vodorod tugashi bilan avtomatlashtirish mashinani benzinga o‘tkazadi.

Vodorodli dvigatellarning ijobiy va salbiy tomonlari

Afzalliklarga quyidagilar kiradi:

1. Ekologik tozalik. Vodorod dvigatellari hamma joyda ishlatilsa, atrof-muhit nafas olishi osonlashadi. Issiqxona effekti, albatta, sezilarli darajada kamayadi. Toyota xodimlari vodorodli dvigatelli avtomobillar chiqindilari sog'liq uchun xavfsiz ekanligini isbotladi.
2. Mavjudligi. Hech qanday taqchillik omili bo'lmaydi, chunki vodorodni hatto chiqindi suvdan ham olish mumkin.
3. Har xil turdagi motorlarda foydalanish imkoniyati. Vodorod yoqilg'isi ichki yonish dvigatellarida ham, elektr tokini ishlab chiqaradigan motorlarda ham ishlatilishi mumkin.

Vodorod quvvat bloklarining afzalliklari quyidagilardan iborat:

• Kam shovqin darajasi.
• Ko'tarilgan quvvat.
• Muhim quvvat zaxirasi.
• Kam yoqilg'i sarfi.
• Xizmat qulayligi.

Va endi vodorod dvigatellarining kamchiliklari haqida:

1. Vodorodni sof shaklda olish qiyinligi. Uni olish uchun juda ko'p energiya kerak bo'ladi. Endi bunday ishlab chiqarish foydasiz.
2. Yoqilg'i quyish stantsiyasining etishmasligi. Muntazam yoqilg'i sotadigan yoqilg'i quyish shoxobchalari bilan solishtirganda, avtoulovlarni vodorod yoqilg'isi bilan to'ldirish uchun stantsiyalarni jihozlash juda qimmatga tushadi. Shu sababli, hech kim vodorod yoqilg'i quyish shoxobchalarini qurishga jur'at eta olmaydi.
3. Ichki yonish dvigatelini modernizatsiya qilish zarurati. H2 ni asosiy yoqilg'i sifatida ishlatish uchun ichki yonish dvigatelining dizayniga ba'zi o'zgarishlar kiritilishi kerak. O'zgarishlarsiz dvigatel quvvati 25% ga tushishi mumkin. Bundan tashqari, mexanizm uzoq davom etmaydi.

Vodorod dvigatellari bo'lgan avtomobillar yong'inga xavfli va og'ir bo'ladi (akkumulyatorning og'irligi tufayli).

Vodorod avtomobillari endi atrof-muhitga zarar etkazmaydigan "kelajak avtomobillari" deb nomlanadi. Va bunday mashinalar hali ham qimmat va kamdan-kam bo'lsa-da, vaqt o'tishi bilan ularning narxi, albatta, tushadi va ularning mashhurligi oshadi.

Avtomobil uchun vodorod dvigatelini keng ommaga taqdim etgan birinchi ishlab chiquvchi Toyota konserni edi. 1997 yilda ular Rossiyada hech qachon sotilmagan FCHV SUV ni taqdim etishdi.

Vodorodli dvigatel benzinga yaxshi alternativ bo'lishi mumkin

Bugungi kunda boshqa kompaniyalar tadqiqot olib bormoqda, jumladan:

• Honda Motor,
• Volkswagen
• General Motors,
• Daimler AG,
• Ford Motor,
• BMW va boshqalar.

Vodorod dvigateli qanday ishlaydi?

Vodorod bilan ishlaydigan avtomobillarni uch guruhga bo'lish mumkin:

• ikkita energiya tashuvchisi bo'lgan, sof vodorodda ham, uning aralashmasida ham ishlay oladigan yuqori tejamkor dvigatelga ega avtomobil. Bunday dvigatelning samaradorligi 90-95% ni tashkil qiladi, dizel dvigatel esa 50%, benzinli dvigatel esa 35% ni tashkil qiladi. Bunday mashinalar Evro-4 standartiga mos keladi;
• bortga o'rnatilgan asosiy yonilg'i xujayrasini quvvatlaydigan o'rnatilgan elektr motorli vodorodli avtomobil. Hozirgi kunda unumdorligi 75% dan yuqori bo'lgan avtomobillar yaratildi;
• aralashma yoki sof vodorodda ishlaydigan an'anaviy avtomobillar. Egzoz ancha toza bo'lib, samaradorlik taxminan 20% ga oshadi.

Vodorod dvigateli qanday ishlaydi? Ishlash printsipiga ko'ra 2 turdagi elektr stantsiyalari mavjud:

• vodorodli ichki yonish dvigatellari. Aylanadigan dvigatel ishlatiladi;
• vodorod yonilg'i xujayralari asosidagi elektr stantsiyalari - ularning ishlash printsipi kimyoviy reaktsiyaga asoslangan. Hujayra tanasi faqat protonlarni o'tkazadigan va kameralarni elektrodlar - anod va katod bilan ajratib turadigan membranaga ega. Vodorod anod kamerasiga, kislorod katod kamerasiga beriladi. Elektrodlar katalizator qatlami bilan qoplangan, masalan, platina. Molekulyar vodorod katalizator ta'sirida elektronlarni yo'qotadi. Protonlar katalizator ta'sirida membrana orqali katodga o'tkaziladi, elektronlar bilan birlashishi natijasida suv hosil bo'ladi; Anod kamerasidan elektronlar ulangan elektr zanjiriga o'tadi. Bu dvigatelni quvvatlantirish uchun oqim hosil qiladi.

Vodorod dvigatelining afzalliklari:

• Vodorodning yonishi mahsuloti suvdir. Bu eng ekologik toza yoqilg'i ekanligini anglatadi;
• dvigatelning quvvati, gaz kelebeği javobi va boshqa ko'rsatkichlari standartga qaraganda yuqori - elektr energiyasi ularni to'liq ta'minlaydi;
• past shovqin darajasi;
• parvarish qilish qulayligi - murakkab uzatish kerak emas va ishqalanish qismlari kamroq;
• arzon;
• kam yoqilg'i sarfi va yuqori yonilg'i quyish tezligi;
• yuqori quvvat zaxirasi;
• Vodorod muqobil yoqilg'i sifatida katta salohiyatga ega, chunki u turli manbalardan, jumladan, quyosh energiyasi yoki shamoldan ishlab chiqarilishi mumkin;
• Asosiy xom ashyo - suv - bepul.

Vodorod dvigatelining kamchiliklari:

• An'anaviy dvigatelda yonilg'i xujayralaridan foydalanish uning dizayni tufayli yong'in yoki portlash xavfini keltirib chiqaradi.
• Ularning narxi ham juda yuqori.
• Mashinaning og'irligi oqim konvertorlari va kuchli batareyalardan foydalanish natijasida ortadi.
• Suvdan vodorod olish jarayoni yangi yoqilg'ini tashish kabi arzon emas.
• Ekologik muammolar ham bashorat qilinmoqda - atmosferadagi vodorod miqdorining oshishi Yerning ozon qatlamiga zararli ta'sir ko'rsatishi mumkin.
• - shuningdek, atrof-muhitga zararli jarayon.
• Vodorodli transport vositalari bilan bog'liq muammolardan biri bu dvigateldagi kimyoviy reaktsiya uchun zarur bo'lgan platinaning yuqori narxidir.
• Vodorod yonilg'i quyish shoxobchalarining etishmasligi vodorodli avtomobillarni an'anaviy avtomobillarga nisbatan raqobatbardosh qiladi.
• Saqlash masalasi hal etilmagan. Bugungi kunda uni suyultirilgan shaklda yoki yuqori bosim ostida saqlash taklif qilinmoqda, ammo tadqiqotlar davom etmoqda.

Vodorod yonilg'i xujayralari

Yillar davomida vodorod yonilg'i xujayralari ishlatilgan:

• traktorlar uchun,
• lokomotivlar,
• suv osti kemalari,
• vertolyotlar,
• golf aravasida,
• mototsiklda.

Vodorod bilan ishlaydigan avtomobillar va avtobuslar proton almashinuvi membranasi (PEM) hujayralaridan foydalanadi va ixcham va engildir.

Vodorod mashinasi

• Vodorodni o'zlashtirgan Toyota, Fuel Cell Sedan standart modelga qulaylik va kenglikni olib keladi. Kabinada va magistralda bo'sh joyni ko'paytirish uchun siqilgan vodorod baklari avtomobilning tagida joylashgan. Avtomobil besh yo'lovchiga mo'ljallangan, narxi 67 500 dollarni tashkil qiladi.
• Kundalik hayotda kosmik texnologiyalar. BMW Hydrogen 7 o'z imkoniyatlarini amalda isbotladi; taxminan yuzta BMW Hydrogen 7 avtomobili madaniyat, siyosat, biznes va ommaviy axborot vositalarining taniqli vakillari tomonidan sinovdan o'tkazildi. Haqiqiy sinovlar tajribasi shuni ko'rsatdiki, vodorodga o'tish BMW'dan kutgan qulaylik, dinamika va xavfsizlikka to'liq mos keladi. Avtomobilni bir turdagi yoqilg'idan boshqasiga almashtirish mumkin. Maksimal tezlik 229 km/soat.
• Honda FCX Clarity quvvat generatori. Ishlab chiquvchilarning fikriga ko'ra, u transformatorga ulanishi va barcha maishiy texnikani elektr energiyasi bilan ta'minlashi mumkin. Vodorod baklari orqa o'rindiqlar ostida joylashgan bo'lib, to'liq yonilg'i quyishdan so'ng yoqilg'i 500 km yo'lni bosib o'tadi. Narxi 62 807 dollardan.
• Ba'zi MAN avtobuslari vodorod bilan ishlaydi.

Kelajakdagi vodorod dvigatellari

• General Motors (GM) va Honda Motor avtomobilsozlik sohasida yangi hamkorlikni yo'lga qo'ydi. Ikki kompaniya kelasi yetti yil davomida birgalikda vodorod yonilg‘i xujayralarini ishlab chiqishni rejalashtirmoqda. Nou-xau almashinuvi texnologiya xarajatlarini kamaytirishga yordam beradi va emissiyalarni kamaytirish bo'yicha global talablarning ortib borayotgan hajmiga javob berishni asosiy maqsad qilib qo'yadi, Evro 4 standarti qat'iy asosga ega.
• Avtomobilning elektr stansiyasi uyni 5 kun davomida energiya bilan ta'minlaydigan elektr stantsiyasi sifatida ham xizmat qilishi mumkin.
• Har bir ishlab chiqaruvchi yaqin kelajakda yiliga kamida mingta eko-avtomobil sotishni kutmoqda, kutilayotgan narx - 97 ming dollar.
• 2050 yilga kelib yoqilg'i sifatida vodorod energiya ishlab chiqarishning uchdan bir qismini qoplaydi.

Ammo Ilon Mask (SpaceX va Tesla rahbari) yangi yoqilg'ini yaratishni marketing hiylasi deb hisoblab, uni juda tanqid qiladi. Maskning ta'kidlashicha, texnologiya haqiqiy transport muammolarini hal qilmaydi va litiy-ion batareyalar energiyani saqlash zichligi barcha vodorod ishlab chiqarishlaridan oshib ketadi. Siz nima deb o'ylaysiz?

Ertami-kechmi butun dunyo bo'ylab neft zaxiralari tugaydi. Tabiiyki, bu ertaga sodir bo'lishi dargumon, ammo bugungi kunda neftga asoslangan yoqilg'i narxi sezilarli darajada oshdi. Bu haqiqat kelajak yoqilg'isini ixtiro qilayotgan ishlab chiquvchilar uchun yaxshi rag'bat bo'ldi. Bundan tashqari, u faqat yoqilg'i emas, balki qayta tiklanadigan yoqilg'i bo'lishi kerak. Ko'pchilik vodorod mashinasi o'yinchoq ekanligiga amin. Keling, bu haqiqatmi yoki yo'qligini ko'rib chiqaylik.

Kelajak yoqilg'isi

Mashhur yozuvchi Jyul Vern uzoq vaqt oldin o'zining sarguzasht romanlarida bunday yoqilg'i haqida yozgan. Yozuvchi muqobil energiya manbalari mavzusidagi romanlaridan birida oddiy suv energiya mahsulotiga aylanishini aytgan. Va shunday bo'ldi. Ha, bu fantastika emas.

Suv, aniqrog'i, uning tarkibiy qismlaridan biri - vodorod nafaqat birinchi kimyoviy elementdir. Bu ham manba va tasavvur qiling, bu kelajak juda yaqin.

Bugungi kunda yapon kompaniyalari faqat shu turdagi yoqilg'ida ishlaydigan dvigatellar ishlab chiqaradi. Toyota kompaniyasining vodorodli avtomobili ushbu dvigatel bilan jihozlangan dunyodagi birinchi ishlab chiqarilgan avtomobildir.

Mashina to'rt eshikli sedandir. U 151 ot kuchiga ega elektr motoriga ega. Bilan. Siz so'rashingiz mumkin: vodorodning bunga nima aloqasi bor, chunki dvigatel elektrdir? Keling, buni aniqlaylik.

Toyota Mirai texnologiyalari

Elektr dvigateli maxsus konvertordan quvvatlanadi. Va u allaqachon energiyani to'g'ridan-to'g'ri vodoroddan oladi. Gaz yuqori bosim ostida avtomobil tanklarida mavjud. Konteynerlar quyidagilardan qilingan

Ammo reaktsiya hali ham kislorodni talab qiladi. Ha bu shunday. Avtomobil haydash paytida to'g'ridan-to'g'ri radiatordan kislorod oladi. Ikki rezervuarni vodorod bilan bir marta to'ldirish avtomobilda 480 km masofani bosib o'tish uchun etarli bo'ladi. To'ldirish faqat 3 daqiqa davom etadi. Bu vaqt ichida avtomobil baklariga 170 litr gaz quyiladi. O'rtacha iste'mol 100 km uchun taxminan 4,7 litrni tashkil qiladi.

U qanday ishlaydi?

Vodorod kislorod bilan reaksiyaga kirishganda, elektr energiyasini ishlab chiqaradigan shiddatli kimyoviy reaktsiya sodir bo'ladi. U batareyada saqlanadi. Avtomobil sinxron AC motor tomonidan boshqariladi.

"Yapon" ning texnik xususiyatlari

Vodorod bilan ishlaydigan avtomobilning maksimal tezligi soatiga 180 km. Avtomobil 9 soniyada 100 km tezlikka erisha oladi.

Atrof-muhitga zarar etkazmasdan "yapon" ni haydashingiz mumkinligidan tashqari, ushbu mashinani uyda elektr stantsiyasi sifatida ham ishlatish mumkin. Yangi mahsulotni ishlab chiqishda ishtirok etgan muhandislar va dizaynerlarning ta'kidlashicha, bunday tizim yordamida butun uyga tok etkazib beriladi. Shunday qilib, siz uni 5 kun davomida bepul ishlatishingiz mumkin.

Xaridorlar uchun yoqilg'i uchun chegirmalar

Vodorod avtomobilini sotib olgan Yaponiya va Amerika Qo'shma Shtatlari aholisi katta chegirmalarga ega bo'lishadi va mashinalariga bepul yoqilg'i quyish imkoniyatiga ega bo'lishadi. Ulug'vor loyiha mualliflari muvaffaqiyatga erishishlariga ishonchlari komil. Biroq, boshqa avtomobil ishlab chiqaruvchilari ham qo'l qovushtirib o'tirishmayapti. Tez orada iste'molchilar muqobil yonilg'i vositalarini tanlash imkoniyatiga ega bo'lishlari mumkin.

Ajoyib va ​​dahshatli

Vodorod muqobil yoqilg'i masalalarida 1-raqamga aylanishi mumkinligi haqida ancha vaqtdan beri aytilgan. 2008-yildagi iqtisodiy inqirozdan oldin ham ommaviy axborot vositalari vodorodning kuchidan qanchalik ajoyib foydalanish mumkinligi haqida doimiy ravishda xabarlar chop etishdi.

Vodorod bilan ishlaydigan har qanday mashina yutuq deb hisoblangan va uni yaratuvchilari deyarli avliyolar darajasiga ko'tarilgan. Tayyorlanmagan o'quvchilar va avtomobil ixlosmandlari buni ishonchli yutuq deb bilishdi, ammo shuni aytish kerakki, bu unday emas.

150 yil oldin

Ishlarning haqiqiy holati muqobil energiyaga bag'ishlangan bloglarda yozilganidan biroz farq qiladi. Vodorod bu quvvatda taxminan 150 yil davomida ishlatilgan. Vodorod mashinasi urushda g'alaba qozonishga yordam berdi.

Ushbu yoqilg'idan foydalanadigan birinchi ichki yonish dvigateli 1860 yilda Lenoir tomonidan qurilgan. Keyin, 1942 yilda, barcha avtomobil uskunalarini vodorod energiya manbaiga juda katta o'tkazish sodir bo'ldi.

Bu qamaldagi Leningradda sodir bo'ldi. Dastlab, vodorod havodan mudofaa tizimlarida havo sharlari uchun ishlatilishi kerak edi. Biroq, buyuk rus muhandislari vaziyatni o'zgartirishga muvaffaq bo'lishdi.

Qanday bo'ldi?

Shaharni himoya qilish uchun aerobuslardan foydalanilgan. Vodorod bilan to'ldirilgan bu uchuvchi kauchuk buyumlar fashist samolyotlariga shaharda maqsadli o't ochishga imkon bermadi.

Biroq, kauchuk havo himoyasi bitta katta kamchilikka ega edi. Airbusning qobig'i ushbu gazning o'tishiga imkon berganligi sababli, Airbuslar pastga tushdi. Vodorod o'rniga turli xil suv bug'lari va boshqa gazlar o'rnini egalladi. Shuning uchun, ba'zida Airbuslar erga tushirilgan, shamollatilgan va yana yoqilg'i bilan to'ldirilgan.

Aerobuslarni yonilg'i bilan to'ldirish uchun vinçlar va GAZ AA benzin yuk mashinalari ishlatilgan. Va blokada ostida Leningradda benzin juda qimmat edi. Urushda zaxiralar tugadi va o'sha paytda harbiy texnik bo'lgan Boris Shelits xuddi shu aviabuslarning yoqilg'i quyish stantsiyasida xizmat qildi. Demak, bu yerda. Benzin yo'q edi, ya'ni butunlay. U uchuvchi jismlarni tushirish uchun elektr vinçlardan foydalanishga harakat qildi. Biroq tez orada elektr quvvati tugadi. Ko'plab muqobil energiya manbalari sinab ko'rildi.

Bir kuni harbiy texnik vodorodni shunchaki osmonga chiqarishdan boshqa yo‘llar bilan ham ishlatish mumkin, deb o‘yladi. Axir, bu gazning yonishi paytida hosil bo'ladigan issiqlik ko'mirdan 4 barobar, benzin va boshqa neft mahsulotlaridan esa 3 baravar yuqori. Schelitz tajriba o'tkazish uchun ruxsat so'radi va u uchun imzolandi. Vodorod mashinasi shunday paydo bo'lganligini aytishim kerakmi?

Ish printsipi

Olimning sxemasi Airbusni shlang yordamida avtomobil dvigatelining kirish manifoltiga ulashga to'g'ri keldi. Vodorod karbüratörü chetlab o'tib, to'g'ridan-to'g'ri silindrlarga kirdi. Vodorodning dozasi, shuningdek, reaktsiya uchun zarur bo'lgan havo gaz kelebeği yoki gaz pedali yordamida amalga oshirildi.

Shelits o'zining birinchi tajribalarini sovuqda o'tkazdi. Dvigatel tashqaridagi haroratga qaramay, osongina ishga tushdi. Dvigatel barqaror va uzoq vaqt ishladi. To'g'ri, sharlar portladi va Shelitsa qobiqdan hayratda qoldi. Shundan so'ng, maxsus himoya tizimi ixtiro qilindi. U suv muhriga asoslangan bo'lib, vosita manifoldidagi miltillash paytida aralashmaning yonishini oldini oladi. Shunday qilib, vodorod avtomobili xavfsizroq bo'ldi.

Aytgancha, dvigatellardan biri qismlarga ajratilgandan so'ng, unda deyarli hech qanday eskirish belgilari yo'q edi. Tsilindrlarda uglerod konlari yo'q edi, faqat suv bug'lari bor edi.

Vodorod hayotni saqlab qoladi

Urush paytida ixtiro qilingan vodorod mashinasi ko'plab odamlarning hayotini saqlab qolishga, blokadaga dosh berishga yordam berdi va Shelitzning o'zi bu ishlanma uchun mukofot oldi va hatto uni patentladi. Ishlab chiquvchi Qizil Yulduz bilan taqdirlandi.

Vodorod taksi

Urushdan keyin, vodorod olish uchun hech qanday joy yo'q bo'lganda, ular buni unuta boshladilar. Biroq, ba'zi odamlar Ukrainada, Xarkovda qanday qilib taksi borligini eslashadi, lekin oddiy emas, balki vodorod.

Braun gazi bilan tejang

Hatto eng zamonaviy avtomobil ichki yonish dvigatellarining ko'pchiligida yoqilg'i optimal darajada yonmaydi. Havo va yoqilg'i aralashmasining taxminan 60% egzoz manifoltining chuqurligida oddiygina yo'qoladi. Kollektorda aralashma to'liq yonmaydi va shu bilan birga u juda zaharli chiqindi gazlarni ham hosil qiladi.

Jeneratorni yangilash

Vodorod ishlab chiqarish tizimini yaxshilash uchun ushbu tizimga yana bir tank qo'shing. Birinchisidan biroz balandroq bo'lishi kerak. Ular quvurlar yordamida ulanishi mumkin. Shunday qilib, siz tizimdan samaraliroq foydalanishingiz mumkin.

Elektron birlik

Jeneratorning ushbu qismini o'zingiz ham yig'ishingiz mumkin, ayniqsa elektronika bo'yicha bilimingiz bo'lsa. Agar sizda bunday bilim va ko'nikmalar bo'lmasa, unda ushbu sohalardagi mutaxassislarga murojaat qilish yaxshiroqdir. Boshqaruv bloki dvigatel tezligidan kelib chiqqan holda, plitalarga berilgan oqimni avtomatik ravishda o'zgartirishi kerak.

Quvvatni faqat dvigatelning bo'sh tezligida, shuningdek yuk ostida eksperimental ravishda aniqlash mumkin. Elektron blok avtomobilni boshqarish tizimining sensorlaridan ma'lumot olishi kerak.

Ushbu generatorni o'rnatganingizdan so'ng, ushbu strukturaning barcha ulanishlari qattiq va ishonchli ekanligiga yana bir bor ishonch hosil qilishingiz kerak. Oqish nafaqat portlash ehtimoli tufayli xavfli, balki bunday mashinaga olib keladi Natijada, ta'sir juda salbiy bo'ladi. Ammo umuman olganda, o'z qo'llaringiz bilan qilingan bunday vodorod mashinasi yoqilg'ining 25% dan 40% gacha tejash imkonini beradi.

Shu kabi uskunalar va yoqilg'ini tejashning bunday usullari butun dunyoda uzoq vaqtdan beri muvaffaqiyatli qo'llanilmoqda. Mashhur aktyor Arnold Shvartsenegger uzoq vaqtdan beri benzin va vodorodda ishlaydigan kombinatsiyalangan avtomobil haydab keladi. Mashina kino yulduziga 150 ming dollarga tushdi. Ushbu kombinatsiyalangan dvigatelda yoqilg'i sarfi 100 km uchun 5,8 litrni tashkil qiladi.

Bugungi kunda Rossiyada vodorod bilan ishlaydigan bunday mashina ham juda dolzarb bo'lishi mumkin.

Shunday qilib, biz ushbu ekologik toza yoqilg'idan foydalanadigan avtomobillarning barcha xususiyatlari va ishlash printsipini aniqladik. Ko'rib turganingizdek, bu bugungi benzinga juda haqiqiy muqobildir. Va yaqin o'n yilliklarda insoniyat taraqqiyotning yangi bosqichiga o'tadi, u erda vodorod bilan ishlaydigan mashinalar ko'chalarda harakatlanadi.

Vodorod (H2) - uglevodorodlar, biomassa va chiqindilardan olinadigan muqobil yoqilg'i. Vodorod yonilg'i xujayralari ichiga joylashtiriladi (yoqilg'i uchun gaz baki kabi) va avtomobil vodorod energiyasidan foydalangan holda harakatga keltiriladi.

Vodorod hozirda faqat kelajakning muqobil yoqilg'isi sifatida qaralsa-da, hukumat va sanoat yonilg'i xujayrasi elektr transport vositalari (FCEV) uchun vodorodni toza, iqtisodiy va xavfsiz ishlab chiqarish ustida ishlamoqda. FCEVs allaqachon vodorod yonilg'i quyish infratuzilmasi yomon rivojlangan hududlarda bozorga chiqmoqda. Bozor shuningdek, maxsus jihozlar uchun ham rivojlanmoqda: avtobuslar, materiallarni tashish uskunalari (masalan, yuk ko'taruvchilar), yerni qo'llab-quvvatlash uskunalari, o'rta va katta yuk mashinalari.

Toyota, GM, Honda, Hyundai va Mercedes-Benz kompaniyalarining vodorodli avtomobillari asta-sekin dilerlik tarmoqlarida paydo bo'lmoqda. Bunday mashinalarning narxi 4-6 million rubl atrofida (Toyota Mirai - 4 million rubl, Honda FCX Clarity - 4 million rubl).

Cheklangan nashrlar ishlab chiqariladi:

• BMW Hydrogen 7 va Mazda RX-8 vodorod ikki yonilg'i (benzin/vodorod) yo'lovchi avtomobillaridir. Suyuq vodorod ishlatiladi.
• Audi A7 h-tron quattro elektr-vodorod gibrid yengil avtomobilidir.
• Hyundai Tucson FCEV
• Ford E-450. Avtobus.
• Shahar avtobuslari MAN Lion City Bus.

Tajriba:

• Ford Motor Company - Focus FCV;
• Honda - Honda FCX;
• Hyundai Nexo
• Nissan - X-TRAIL FCV (UTC Power-dan yoqilg'i xujayralari);
• Toyota - Toyota Highlander FCHV
• Volkswagen - bo'sh joy!;
• General Motors;
• Daimler AG - Mercedes-Benz A-Class;
• Daimler AG - Mercedes-Benz Citaro (Ballard Power Systems kompaniyasining yonilg'i xujayralari);
• Toyota - FCHV-BUS;
• Thor Industries - (UTC Power'dan yoqilg'i xujayralari);
• Irisbus - (UTC Power-dan yoqilg'i xujayralari);

Atrof-muhitda vodorod ko'p. U suvda (H2O), uglevodorodlarda (metan, CH4) va boshqa organik moddalarda saqlanadi. Yoqilg'i sifatida vodorod bilan bog'liq muammo uni ushbu birikmalardan olish samaradorligidir.

Vodorod olinganda, manbaga qarab, atrof-muhitga zararli chiqindilar atmosferaga chiqariladi. Shu bilan birga, vodorod bilan ishlaydigan mashina chiqindi gazlar sifatida faqat suv bug'ini va issiq havoni chiqaradi, u nol chiqindilarga ega.

VODROGEN ALTERNATİV YONIGʻI OLARAK

Muqobil transport yoqilg'isi sifatida vodorodga qiziqish quyidagilar bilan bog'liq:

• nol emissiyali FCEVlarda yonilg'i xujayralarini ishlatish qobiliyati;
• mahalliy ishlab chiqarish salohiyati;
• avtomobillarni tez yonilg'i bilan to'ldirish (3-5 daqiqa);
• iste'mol va narx bo'yicha yonilg'i xujayralari oddiy benzinga qaraganda 80 foizgacha samaraliroq

Evropada 4,7 kilogramm sig'imga ega bo'lgan to'liq vodorod bakini to'ldirish narxi 3369 rublni (kilogramm uchun 717 rubl) tashkil qiladi. To'liq tankda Toyota Mirai o'rtacha 600 kilometr yo'l bosib o'tadi, har 100 kilometr uchun jami 561 rubl. Taqqoslash uchun, 95 benzinning narxi 101 rubl, ya'ni. 10 litr benzin 1010 rubl yoki 600 kilometr uchun 6060 rubl turadi. 2018 yil uchun narxlar.

Milliy qayta tiklanadigan energiya laboratoriyasi tomonidan to'plangan va tahlil qilingan vodorod yonilg'i quyish shoxobchalaridan olingan ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, FCEV ga yonilg'i quyish uchun o'rtacha vaqt 4 daqiqadan kam.

Elektr dvigateliga ulangan yonilg'i xujayrasi benzinda ishlaydigan yonish dvigateliga qaraganda ikki-uch barobar tezroq va tejamkorroqdir. Vodorod ichki yonuv dvigatellari uchun yoqilg'i sifatida ham ishlatiladi (BMW Hydrogen 7 va Mazda RX-8 vodorod). Biroq, FCEV'lardan farqli o'laroq, bunday dvigatellar zararli chiqindi gazlarni ishlab chiqaradi, vodorod kabi kuchli emas va tezroq eskiradi.

1 kilogramm vodorod gazi 1 gallon benzin (6,2 funt, 2,8 kilogramm) bilan bir xil energiyaga ega. Vodorod past hajmli energiya zichligiga ega bo'lgani uchun u siqilgan gaz sifatida transport vositasida saqlanadi. Avtomobillarda vodorod vodorodni kvadrat dyuymga 5000 yoki 10 000 funt (psi) da saqlashga qodir yuqori bosimli tanklarda (yoqilg'i xujayralari) saqlanadi. Misol uchun, avtomobil ishlab chiqaruvchilar tomonidan ishlab chiqarilgan va ko'rgazma zallarida mavjud bo'lgan FCEV'lar 10 000 psi sig'imga ega. Asosan yoqilg'i quyish shoxobchalarida joylashgan chakana dispenserlar bunday tanklarni 5 daqiqada to'ldiradi. Boshqa saqlash texnologiyalari, jumladan, vodorodni metall gidrid yoki past haroratli sorbsion materiallar bilan kimyoviy birikmasi ham ishlab chiqilmoqda.

Vodorodli avtomobillarga yonilg'i quyish shoxobchalari deyarli yo'q, dinamikaga rioya qiling - 2006 yilda dunyoda 140 ta yoqilg'i quyish shoxobchalari mavjud bo'lsa, 2008 yilga kelib ularning soni 175 taga etdi. 2 yil ichida 35 ta stansiya qurilganini his qilasiz, ularning 45% i O'zbekistonda. AQSh va Kanada. 2018 yilga kelib, stansiyalar soni taxminan 300 birlikni tashkil qiladi. Shuningdek, mobil stansiyalar va uy stansiyalari mavjud bo‘lib, ularning aniq soni ma’lum emas.

YONIG'I xujayrasi QANDAY ISHLADI

Platina katalizatori bilan aloqa qiladigan katodlar va anodlar orqali kislorod va vodorodni pompalash orqali suv va elektr tokini hosil qiluvchi kimyoviy reaktsiya sodir bo'ladi. Bir hujayradagi 0,7 voltlik zaryadni oshirish uchun bir nechta elementlar (hujayralar) to'plami kerak, bu esa kuchlanishning oshishiga olib keladi.

Quyida yonilg'i xujayrasi qanday yaratilganligi diagrammasi keltirilgan.

AVTOMOSHILALARI QAYERDA vodorod BILAN TO'LDIRISh KERAK

Vodorod yonilg'i xujayrasi inqilobi iste'molchilar uchun etarli miqdorda vodorod yonilg'i quyish stantsiyalarisiz boshlanmaydi, shuning uchun vodorod yonilg'i quyish stansiyasi infratuzilmasining etishmasligi vodorodning rivojlanishiga to'sqinlik qilishda davom etmoqda. Amerikaliklar uzoq vaqtdan beri o'z ko'chalarida Honda FCX Clarity kabi yonilg'i xujayrasi transport vositalarini har kuni odamlarni ishga va ish joyiga olib ketayotganini ko'rishgan. Nega haligacha yoqilg'i quyish shoxobchalari yo'q?

Shuni ta'kidlashni istardikki, maqolada Amerika bozori muhokama qilinadi, chunki Rossiyada avtomobillar uchun vodorod yoqilg'isi haqida gapirish uchun hali hech narsa yo'q, bu erda oddiygina mavjud emas. Buning sababi neft magnatlarining lobbisi emas, shunchaki Rossiyada AVTOVAZ uchun bu sohada tadqiqot boshlash uchun to'g'ri iqtisodiyot yo'q. Yaponiya va Amerika, Rossiyadan farqli o'laroq, ushbu muqobil yoqilg'i manbasini uzoq vaqt davomida tadqiq qilib, ancha oldinga borishdi (birinchi vodorod avtomobili 1959 yilda AQShda paydo bo'lgan)

O'rtacha amerikalik, yashash joyiga qarab, vodorod yoqilg'i quyish shoxobchalari paydo bo'lishi uchun biroz ko'proq kutishga to'g'ri keladi. Faqat besh yil oldin jamoatchilik fikri "vodorod magistrallari" kelajakni boshqarishiga rozi bo'ldi. AQShda Kaliforniya qirg'oqlari bo'ylab Meyndan Mayamiga qadar stansiyalar qurish rejalashtirilgan edi.

vodorod quyish stansiyalarini yaratish tendentsiyasi

Shimoliy Amerika, Kanada

2005 yildan beri Britaniya Kolumbiyasida (Kanadaning g'arbiy provinsiyasi) beshta stansiya qurilgan. Kanadada boshqa stansiyalar qurilmaydi; loyiha 2011 yil mart oyida yakunlandi.

Qo'shma Shtatlar

Arizona: Shaharlarda bunday yoqilg'i quyish shoxobchalarini qurish maqsadga muvofiqligini isbotlash uchun Feniksda ekologik toza standartlarga muvofiq vodorod yonilg'i quyish stantsiyasining prototipi qurilgan.

Kaliforniya: 2013-yilda gubernator Braun 100 ta stantsiya uchun 10 yil davomida yiliga 20 million dollar mablag' to'lash to'g'risidagi qonun loyihasini imzoladi. Kaliforniya energetika komissiyasi 2016-yilda qurib bitkaziladigan 28 ta stansiya uchun 46,6 million dollar ajratdi va nihoyat Kaliforniyaning yoqilgʻi taʼminoti tarmogʻini 100 ta stansiya belgisiga yaqinlashtiradi. 2018 yil avgust holatiga ko'ra, Kaliforniyada 35 ta stantsiya ochiq, 2020 yilga kelib yana 29 ta stantsiya mavjud.

Gavayi 2009 yilda Hikama shahrida o'zining birinchi vodorod stantsiyasini ochgan. 2012 yilda Aloha Motor Company Gonoluluda vodorod stantsiyasini ochdi.

Massachusets: Fransiyaning Air Liquide kompaniyasi 2018 yil oktyabr oyida Mansfildda yangi vodorod yonilg'i quyish shoxobchasini qurishni yakunladi. Massachusets shtatidagi yagona vodorod yonilg'i quyish stansiyasi Billerikada (aholisi 40 243 kishi), vodorod yonilg'i xujayralari ishlab chiqaruvchi Nuvera Fuel Cells kompaniyasining shtab-kvartirasida joylashgan.

Michigan: 2000 yilda Ford va Air Products Michigan shtatining Dirborn shahrida Shimoliy Amerikadagi birinchi vodorod stantsiyasini ochdi.

Ogayo: 2007 yilda Ogayo shtati universiteti kampusida Avtomobil tadqiqotlari markazida vodorod yoqilg'i quyish stantsiyasi ochildi. Butun Ogayo shtatidagi yagona.

Vermont: 2004 yilda Burlingtonda qurilgan vodorod stantsiyasi. Loyiha qisman AQSh Energetika vazirligining vodorodli suv dasturi orqali moliyalashtirildi.

Osiyo

Yaponiya: 2002 yildan 2010 yilgacha Yaponiyada vodorod ishlab chiqarish texnologiyalarini sinab ko'rish uchun JHFC loyihasi doirasida bir nechta vodorod yonilg'i quyish stansiyalari joriy etildi. 2012 yil oxirida 17 ta vodorod stansiyasi oʻrnatildi, 2015 yilda esa 19 tasi oʻrnatildi. Hukumat 100 tagacha vodorod stansiyasini yaratishni rejalashtirmoqda. Buning uchun byudjetdan 460 million AQSH dollari ajratilgan boʻlib, bu investorlar xarajatlarining 50 foizini qoplaydi. JX Energy 2015 yilga kelib 40 ta, 2016-2018 yillarda esa yana 60 ta stantsiya o'rnatdi. Toho Gas va Iwatani Corp 2015 yilda 20 ta stansiya o‘rnatgan. Toyota va Air Liquide 2015 yilda qurilgan ikkita vodorod stantsiyasini qurish uchun qo'shma korxona yaratdilar. Osaka Gas 2014-2015 yillarda 2 ta stansiya qurdi.

Janubiy Koreya: 2014-yilda Janubiy Koreya bitta vodorod stantsiyasini ishga tushirdi va 2020-yilga rejalashtirilgan qoʻshimcha 10 ta stansiya.

Yevropa

2016 yil holatiga ko'ra, Evropada kuniga 4-5 ta mashinani to'ldirishga qodir 25 dan ortiq stantsiyalar mavjud.

Daniya: 2015 yilda vodorod tarmog'ida 6 ta jamoat stantsiyalari mavjud edi. NEL ASA tarkibiga kiruvchi H2 Logic kompaniyasi Herning shahrida yiliga 300 ta stantsiya ishlab chiqaradigan zavod qurmoqda, ularning har biri kuniga 200 kg vodorod va 3 soatda 100 kg ishlab chiqarishi mumkin.

Finlyandiya: 2016 yilda Finlyandiyada 2+1 (Voikoski, Vuosaari) jamoat stantsiyalari mavjud, ulardan biri mobil. Stansiya mashinani 5 kilogramm vodorod bilan uch daqiqada to‘ldiradi. Finlyandiyaning Kokkola shahrida vodorod ishlab chiqaruvchi zavod ishlaydi.

Germaniya: 2013-yil sentabr holatiga ko‘ra, hamma foydalanishi mumkin bo‘lgan 15 ta vodorod stansiyasi ishlamoqda. Bu zavodlarning hammasi emas, aksariyati toza energiya hamkorligi (CEP) hamkorlari tomonidan boshqariladi. H2 Mobility tashabbusi doirasida Germaniyadagi stansiyalar soni 2023-yilda 400 ta stansiyaga yetkazilishi rejalashtirilgan. Loyihaning narxi 350 million yevro.

Islandiya: Birinchi tijorat vodorod stantsiyasi 2003 yilda mamlakatning "vodorod iqtisodiyoti" sari harakat qilish tashabbusi doirasida ochilgan.

Italiya: 2015 yildan beri Bolzanoda birinchi tijorat vodorod stantsiyasi ochildi.

Niderlandiya: Niderlandiya 2014-yil 3-sentabrda Rotterdam yaqinidagi Rounda oʻzining birinchi yoqilgʻi quyish shoxobchasini ochdi. Stansiya Rotterdamdan Belgiyaga olib borilgan quvur liniyasidan vodoroddan foydalanadi.

Norvegiya: Norvegiyadagi birinchi vodorod yonilg'i quyish stansiyasi Hynor 2007 yil fevral oyida ochilgan. Uno-X NEL ASA bilan hamkorlikda 2020 yilgacha 20 tagacha stansiya, shu jumladan, quyosh energiyasidan ortiqcha quyosh energiyasidan vodorod ishlab chiqaradigan stansiya qurishni rejalashtirmoqda.

Birlashgan Qirollik

2011 yilda Svindonda birinchi jamoat stantsiyasi ochildi. 2014 yilda HyTec London Hatton Cross stantsiyasini ochdi. 2015-yil 11-mart kuni London vodorod tarmog‘ini kengaytirish loyihasi Sensberining Xendon shahridagi vodorod quyish shoxobchasida joylashgan o‘zining birinchi supermarketini ochdi.

Kaliforniya FCEVlar uchun vodorod yoqilg'i quyish stantsiyalarini moliyalashtirish va qurish bo'yicha egri chiziqdan oldinda. 2018 yil o'rtalariga kelib, Kaliforniyada 35 chakana vodorod stantsiyalari ochildi, yana 22 tasi qurilish yoki rejalashtirishning turli bosqichlarida. Kaliforniya infratuzilma qurilishini moliyalashtirishda davom etmoqda va Energetika komissiyasi 2024 yilgacha 100 ta zavod ishga tushgunga qadar yiliga 20 million dollargacha mablag' ajratish huquqiga ega. Shimoli-sharqiy shtatlar uchun 12 ta savdo shoxobchalari qurilishi rejalashtirilgan. Birinchisi 2018 yil oxirigacha ochiladi. Kaliforniyadagi notijorat stantsiyalar va AQShning qolgan qismlarida qurilgan stansiyalar FCEV yengil avtomobillari, avtobuslariga xizmat qiladi va tadqiqot va namoyish maqsadlarida ham foydalaniladi.

Vodorod stantsiyalarini saqlash xarajatlari

Vodorod stantsiyalari yonilg'i quyish shoxobchalarining keng tarmog'ini osongina almashtira olmaydi (2004 yilda Yevropa va AQShda 168 000 nuqta). Yoqilg'i quyish shoxobchalarini vodorodga almashtirish bir yarim trillion dollarga tushadi. Shu bilan birga, Evropada vodorod yoqilg'isi tarmog'ini tashkil etish narxi elektr transport vositalarini to'ldirish tarmog'ining narxidan besh baravar past bo'lishi mumkin. Bitta EV stantsiyasining narxi 200 000 dan 1 500 000 rublgacha. Vodorod stantsiyasining narxi 3 million dollarni tashkil qiladi. Shu bilan birga, vodorod tarmog'i o'zini oqlash bo'yicha hali ham elektr transport vositalari uchun stantsiyalar tarmog'idan arzonroq bo'ladi. Sababi - vodorodli avtomobillarni tez yonilg'i bilan to'ldirish (3 dan 5 minutgacha). Har bir million vodorod yonilg'i xujayrasi avtomobiliga vodorod stantsiyalari kerak bo'lgan har bir million akkumulyatorli elektr transport vositalariga zaryadlash stantsiyalariga qaraganda kamroq.

Kelajakda vodorod yonilg'i quyish masalasi uning yashash joyiga qarab shaxs uchun hal qilinadi. Yoqilg'i quyish shoxobchalari avtomobillarni yirik yoqilg'ini isloh qilish zavodlaridan tanker orqali etkazib beriladigan vodorod bilan to'ldiradi. Bunday korxonalardan etkazib berish hech qanday holatda neftni qayta ishlash zavodlaridan benzin etkazib berishdan kam bo'lmaydi. Kelajakda mahalliy vodorod zavodlari mahalliy resurslar va qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalanishni o'rganadilar.

vodorod ISHLAB CHIQARISH USULLARI

• metan va tabiiy gazning bug 'riformatsiyasi;
• suvni elektroliz qilish;
• ko'mirni gazlashtirish;
• piroliz;
• qisman oksidlanish;
• biotexnologiya

Bug 'metanini isloh qilish

Vodorodni bug 'metan reformatsiyasi bilan ajratish usuli qazib olinadigan yoqilg'ilarga, masalan, tabiiy gazga nisbatan qo'llaniladi - u isitiladi va katalizator qo'shiladi. Tabiiy gaz qayta tiklanadigan energiya manbai emas, lekin hozircha u mavjud va yer ostidan olinadi. Energetika departamentining ta'kidlashicha, isloh qilingan vodorodda ishlaydigan avtomobillar benzin bilan ishlaydigan avtomobillarning yarmini ishlab chiqaradi. Isloh qilingan vodorod ishlab chiqarish allaqachon jadal sur'atlar bilan davom etmoqda va vodorodni boshqa manbalardan olingan vodorodga qaraganda bu usulda ishlab chiqarish arzonroq.

Biomassani gazlashtirish

Vodorod shuningdek biomassadan - qishloq xo'jaligi chiqindilaridan, hayvonlarning chiqindilaridan va oqava suvlardan ishlab chiqariladi. Gazlashtirish deb ataladigan jarayon yordamida biomassa issiqlik, bug 'va kislorod ta'sirida gaz hosil qiladi, keyinchalik qayta ishlash natijasida sof vodorod hosil bo'ladi. Vodorod energiyasi va yonilg'i xujayralari tadqiqoti assotsiatsiyasining siyosat direktori Jeyms Uorner: "Bu erda qishloq xo'jaligi poligonlari mavjud - vodorodning tayyor manbalari - ularning salohiyati kam baholanadi va isrof qilinadi".

Elektroliz

Elektroliz - bu elektr toki yordamida vodorodni suvdan ajratish jarayoni. Bu usul qazib olinadigan yoqilg'i va hayvonlar chiqindilari bilan chalkashishdan ko'ra oddiyroq ko'rinadi, ammo uning kamchiliklari bor. Elektroliz elektr energiyasi arzon bo'lgan hududlarda raqobatbardoshdir (Rossiyada bu Irkutsk viloyati bo'lishi mumkin - har bir mintaqa uchun 8 ta elektr stantsiyasi, kilovatt-soat uchun 1 rubl 6 kopek).

Honda quyosh vodorod stantsiyalari quyosh energiyasidan va elektrolizatordan foydalanib, "H" ni "O" dan H2O ga ajratadi. Ajratilgandan so'ng, vodorod 34,47 MPa (megapaskal) bosim ostida tankda saqlanadi. Faqat quyosh energiyasidan foydalangan holda, stansiya yiliga 5700 litr vodorod hosil qiladi (bu yoqilg'i o'rtacha yillik yuradigan bitta avtomobil uchun etarli). Elektr tarmog'iga ulanganda, stansiya yiliga 26 ming litrgacha ishlab chiqaradi.

"Vodorod yoqilg'i bozorida o'z o'rniga ega bo'lgach va unga talab paydo bo'lgach, vodorodni olishning qaysi usuli foydali ekanligi ma'lum bo'ladi", deydi Jeyms Uorner, Vodorod energiyasi va yoqilg'i xujayralari tadqiqotlari assotsiatsiyasi siyosati direktori. “Vodorod ishlab chiqarishning ba'zi usullari uni ishlab chiqarishni tartibga solish uchun yangi qonunlarni talab qiladi. Agar vodorod doimiy talabga ega bo'lsa, siz qishloq xo'jaligi chiqindilari va elektroliz uchun suvdan foydalanish qoidalari qanday tartibga solinishni boshlashini ko'rasiz.

Qo'shma Shtatlarda har yili qazib olinadigan vodorodning asosiy qismi neftni qayta ishlash, metallni qayta ishlash, o'g'it ishlab chiqarish va oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash uchun ishlatiladi.

ARZON VAROGOD AVTOMOBIL TEXNOLOGIYASI VA ULARNI RIVOJLANISH.

Vodorodli avtomobil ishlab chiqaruvchilari uchun yana bir to'siq - vodorod texnologiyasining narxi. Misol uchun, hozirgi kunga qadar avtomobillar uchun turli xil yonilg'i xujayralari katalizator sifatida platinaga tayangan. Agar siz sevganingiz uchun platina uzuk sotib olishingiz kerak bo'lsa, siz metallning yuqori narxini bilasiz.

Los-Alamos milliy laboratoriyasi olimlari bu qimmat metallni katalizator sifatida keng tarqalgan temir yoki kobalt bilan almashtirish mumkinligini isbotladi. Case Western Reserve universiteti olimlari esa platinadan 650 baravar arzon uglerod nanotubalaridan tayyorlangan katalizatorni yaratishdi. Platinani yonilg'i xujayralarida katalizator sifatida almashtirish vodorod yonilg'i xujayrasi texnologiyasining narxini sezilarli darajada kamaytiradi.

Vodorod yonilg'i xujayrasini takomillashtirish bo'yicha tadqiqotlar shu bilan tugamaydi. Mercedes vodorodni 68,95 MPa (megapaskal) bosimgacha siqib chiqarish texnologiyasini ishlab chiqmoqda, bu esa avtomobil bortiga ko'proq yoqilg'ini sig'dirish, qo'shimcha energiya saqlash sifatida ilg'or. "Agar hammasi joyida bo'lsa, vodorodli avtomobillar 1000 km dan ortiq masofani bosib o'tadi." - deydi Daimler AG vitse-prezidenti doktor Gerbert Kohler.

AQSh Energetika vazirligi so'nggi uch yilda yoqilg'i xujayrasi avtomobillarini yig'ish xarajatlari 30 foizga, so'nggi o'n yil ichida esa 80 foizga kamayganini aytdi. Yoqilg'i xujayralarining xizmat qilish muddati ikki baravar oshdi, ammo bu etarli emas. Elektr transport vositalari bilan raqobatbardosh bo'lish uchun yonilg'i xujayralarining ishlash muddatini ikki baravar oshirish kerak. Hozirgi vodorod yonilg'i xujayrasi avtomobillari taxminan 2500 soat (yoki taxminan 120 000 km) davom etadi, ammo bu etarli emas. "Boshqa texnologiyalar bilan raqobatlashish uchun siz kamida 5000 soat natijaga erishishingiz kerak", deydi vazirlik yonilg'i xujayrasi dasturi ilmiy kengashi a'zolaridan biri.

Vodorod yonilg'i xujayralari texnologiyalarini ishlab chiqish mexanizmlar va tizimlarni soddalashtirish orqali avtomobil ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytiradi, ammo ishlab chiqaruvchilar faqat seriyali ishlab chiqarishdan foyda ko'radi. Vodorodli avtomobillarni ommaviy ishlab chiqarishga to'siq - vodorod yoqilg'isi xujayrasi bo'lgan avtomobillar uchun ehtiyot qismlarni ulgurji yetkazib berish yo'qligi. Hatto allaqachon ishlab chiqarilgan FCX ​​Clarity ham ulgurji narxlarda qo'shimcha ehtiyot qismlar bilan ta'minlanmagan (ular shunchaki qidiruvdan foydalanmagan). Avtomobil ishlab chiqaruvchilari muammoni o'z yo'lida hal qilmoqdalar, sinov uchun qimmatbaho modellarga vodorod yonilg'i xujayralari o'rnatmoqdalar. Qimmatbaho avtomobillar byudjetga qaraganda kamroq miqdorda ishlab chiqariladi, ya'ni ular uchun ehtiyot qismlarni etkazib berishda muammolar yo'q. “Biz vodorod texnologiyasini hashamatli avtomobillarga joriy qilmoqdamiz va uning amalda qanday ishlashini kuzatmoqdamiz. Bozor vodorodli avtomobillarni, xuddi 10 yil oldin gibrid texnologiyani qabul qilgani kabi, avtomobil ishlab chiqaruvchilari vodorodli modellarni zanjir bo'ylab byudjetli avtomobillarga ko'paytirmoqda, deydi Stiv Ellis, Honda kompaniyasining yonilg'i xujayrasi avtomobillarini sotish bo'yicha menejeri.

DALA SHARTLARIDA vodorod yonilg'isiga ega yonilg'i xujayralari

2008 yildan boshlab, Honda vodorod yonilg'i xujayralari bilan ishlaydigan 200 ta FCX Clarity sedanlari uchun cheklangan lizing dasturini boshladi. Natijada, AQShning Janubiy Kaliforniya shtatidan atigi 24 nafar mijoz uch yil davomida har oyda 600 dollar to‘lov to‘lagan. 2011 yilda ijara muddati tugadi va Honda ushbu mijozlar bilan shartnomalarni yangiladi va tadqiqot kampaniyasiga yangilarini kiritdi. Tadqiqot davomida kompaniya yangi narsalarni bilib oldi:

1. FCX Clarity haydovchilari Los-Anjeles shahri va undan tashqarida qisqa masofalarga sayohat qilishda hech qanday muammoga duch kelmadilar (Honda FCX 435 km haydash masofasiga ega ekanligini da'vo qilmoqda).
2. Kerakli infratuzilmaning yo'qligi Kaliforniyadagi vodorod yoqilg'i quyish stantsiyalaridan uzoqda yashaydigan ijarachilar uchun katta kamchilikdir. Aksariyat stantsiyalar Los-Anjeles yaqinida joylashgan bo'lib, transport vositalarini 240 kilometrlik zonaga bog'laydi.
3. Haydovchilar yiliga o'rtacha 19,5 ming km masofani bosib o'tishgan. Birinchi ijarachilardan biri hozirgina 60 ming km chegarani bosib o'tdi.
4. FCX Clarity avtomobillarini ijaraga olgan sotuvchilar “Mijozlarni vodorodli avtomobil bilan ishlashga qanday o‘rgatish kerak” mavzusida maxsus treningdan o‘tadilar. Honda yoqilg'i xujayralari savdosi va marketing bo'yicha menejeri Stiv Ellis: "Sotuvchilarga ular ilgari eshitmagan savollarni berishmoqda".

VODROGD DASTURI DAVLAT YORDAMI OLADIMI?

Avtomobil ishlab chiqaruvchilar va yoqilg‘i quyish shoxobchalari quruvchilar hukumat aralashuvisiz qisqa muddatda xarajatlarni kamaytirish mumkin emasligiga rozi. Biroq, AQShda, shtatlar va vazirliklarning mahalliy ma'muriyati tomonidan tasvirlangan barcha naqd pul in'ektsiyalari bilan dargumon.

Energetika vaziri Stiven Chu davrida Obama ma'muriyati vodorod yonilg'i xujayralari dasturini moliyalashtirishni bir necha bor qisqartirishga urinib ko'rdi, ammo hozirgacha bu qisqartirishlarning barchasi Kongress tomonidan bekor qilindi.

Batareya texnologiyasiga e'tibor vodorod tarafdorlari uchun uzoqni ko'ra olmaydi. "Bular bir-birini to'ldiruvchi texnologiyalar", - deydi Stiv Ellis, Honda vakili. Masalan, FCX uchun ishlab chiqilgan texnologiya Fit elektromobilida ham qo'llanilmoqda. "Biz vodorod yonilg'i xujayralari elektr transport vositalari bilan birgalikda ushbu o'n yillikning boshida barcha muqobil energiya manbalaridan oshib ketishiga ishonamiz."

Yangi yoqilg‘i quyish shoxobchalari qurilishi uchun o‘z cho‘ntagidan pul to‘layotganlar ham norozi. Ular vodorod yoqilg‘isiga talab ortib, qayta tiklanadigan energiya manbalari narxi kamaymaguncha davlat yordamidan bosh tortmasliklarini aytishmoqda.

Tom Sallivan energetika mustaqilligiga shunchalik ishonadiki, u supermarketlar tarmog'idan olgan barcha pullarini quyosh energiyasi bilan ishlaydigan vodorod yoqilg'i quyish shoxobchalarini quruvchi SunHydro kompaniyasiga kiritgan. Tomning fikricha, maqsadli soliqlarni kamaytirish tadbirkorlarni quyosh energiyasidan quvvat oladigan vodorod stansiyalarini qurishga sarmoya kiritishga undashi mumkin. "Odamlarni bunday biznes turlariga sarmoya kiritish uchun rag'bat bo'lishi kerak", deydi Tom. "Aqli bor odamlar, ehtimol, vodorod yonilg'i quyish shoxobchalarini qurishga pul sarflamaydilar."

Honda Stiv Ellis uchun bu masala amaliy va siyosiy ahamiyatga ega. "Vodorod yoqilg'isi texnologiyasi jamiyatga yoqilg'i tejash va atrof-muhitni tejashga yordam beradi," deydi Stiv "Agar shunday bo'lsa, jamiyat o'ziga muqobil yoqilg'iga o'tishga yordam beradimi?"

Avtoulovlarda allaqachon qo'llanilgan o'simlik moyi (bu erda batafsilroq) yoki tabiiy gaz kabi muqobil yoqilg'i manbalarining kamchiligi shundaki, ular vodorod yoqilg'idan farqli ravishda qayta tiklanmaydi.

NATIJA

Vodorod yoqilg'isining kamchiliklari:

• vodorod ishlab chiqarish hali mukammal emas va atrof-muhitni ifloslantiradi;
• vodorod quyish shoxobchalari tarmog'ini tashkil etish qimmatga tushadi (bir yarim trillion AQSH dollari);
• avtomobil egalari yoqilg'i quyish shoxobchalariga bog'langan (siz Kaliforniya shtatining garovisiz, boshqa bora olmaysiz).

pros vodorod yoqilg'isi:

• Vodorodli avtomobillar nol chiqindilarga ega, biz atrof-muhitni himoya qilamiz;
• tez yonilg'i quyish (3 dan 5 minutgacha);
• Iqtisodiy jihatdan vodorod yoqilg'i sarfi bo'yicha benzinli avtomobillardan ustundir (vodorod uchun 3369 rubl uchun 600 km, benzinda sayohat uchun 6060 rubl).

Endi ilmiy video uchun vaqt!