Свершилось: вместо бензина - вода!

[Vladislav]

Свершилось: вместо бензина - вода!



Японская компания Genepax представила в Осаке (Osaka, Япония) электромобиль, который использует воду в качестве топлива. Как сообщает агентство Reuters, всего одного литра достаточно, чтобы ехать на нем в течение часа со скоростью 80 километров в час.

Как утверждает разработчик, машина может использовать любую воду – дождевую, речную и даже морскую. Силовая установка на топливных ячейках получила название Water Energy System (WES). Она устроена по тому же принципу, что и другие силовые установки на топливных элементах, использующие водород в качестве топлива.

Как пишет издание Nikkei, главной особенностью системы Genepax является то, что она использует сборку мембранных электродов (MEA), состоящую из специального материала, способного при помощи химической реакции полностью расщепить воду на водород и кислород.



Этот процесс, как утверждают разработчики, аналогичен механизму производства водорода путем реакции металлогидрида и воды. Однако главное отличие WES – это получение водорода из воды в течение длительного времени. Кроме того, MEA не требует специального катализатора, а редкие металлы, в частности платина, необходимы в том же количестве, что и в обычных фильтрующих системах бензиновых автомобилей. Также нет необходимости использовать преобразователь водорода и водородный резервуар высокого давления.

Помимо полного отсутствия вредных выбросов, силовая установка Genepax, по словам разработчика, является более долговечной, так как катализатор не портится от загрязняющих веществ.

"Автомобиль будет продолжать ехать до тех пор, пока у вас есть бутылка с водой, чтобы заправлять его время от времени", - сказал генеральный директор Genepax Киеси Хирасава (Kiyoshi Hirasawa). «Для пополнения энергией батарей не требуется создавать инфраструктуру, в частности, станции подзарядки, как для большинства современных электромобилей».

Продемонстрированный в Осаке автомобиль является единственным образцом, он будет использован для получения патента на изобретение. В настоящее время себестоимость силовой установки на топливных ячейках, использующей воду в качестве топлива, составляет два миллиона иен (около 18522 долларов США). Однако, как предполагают специалисты Genepax, в случае успешного сотрудничества с японскими автопроизводителями и начала массового производства, цену можно будет снизить до полумиллиона иен (около 4630 долларов США).

Источник

[MATRIX]

Только в ближайшем будущем - это до нас (РБ) наврядли добереться.

[Игорий]

Насколько я понял, здесь весь секрет не в воде, а в "специальном материале, способном при помощи химической реакции полностью расщепить воду на водород и кислород." И так, как законы сохранения ещё никто не отменял, то материал этот должен быть расходным. Ведь в нём и должна быть энергия на расщепление воды. Говорится о стоимости установки, но не говорится на сколько километров пробега хватит ячеек этого вещества. Рано ещё фанфарам трубить.

"Автомобиль будет продолжать ехать до тех пор, пока у вас есть бутылка с водой, чтобы заправлять его время от времени", - сказал генеральный директор Genepax Киеси Хирасава (Kiyoshi Hirasawa). -
Ну это он определённо слукавил. Когда-то израсходуется то "волшебное" вещество, которое воду расщепляет, и тогда хоть зазалевайся.
Возникает вопрос: А на кого, собственно эта реклама расчитана? И зачем?

[Dron.ru]

Сообщение от Игорий

Возникает вопрос: А на кого, собственно эта реклама расчитана? И зачем?

Неа, там всё по-честному! Волшебное расщепляющее вещество это катализатор, который сам в реакцию не вступает и не расходуется, достаточно только очень быстро крутить педали, подавая в систему киловатт мощности в час и машина будет ехать пока у вас не закончится бутылка с водой...

[Suny]

Доклад на СНО в СПбГУКиТ, май 2006.

Руководитель: доцент каф. физики и оптики Штейн Б.М.
Докладчики: студентки 532гр. Павличенко Д., Лю Е.
...
Энергетическая проблема

Основная проблема водородного двигателя состоит в том, что добывать водород в природе невозможно – его приходится получать электролизом воды, или переработкой природных углеводородов, все равно, сжигая при этом нефть, газ, уголь или уран. Таким образом, водород является не топливом, а лишь аккумулятором энергии.

Следовательно, при расчете КПД водородного двигателя надо считать КПД всей цепочки: производство электроэнергии на электростанции – передача электроэнергии – получение водорода – транспортировка водорода – водородный двигатель, а такой КПД водородного двигателя значительно ниже, чем у бензиновых двигателей. Следовательно, он неэкономичен, тратит больше топлива и дает больше экологически вредных выбросов.
...
http://bomos.narod.ru/nau/voddvig.htm

Атомно-водородная энергетика —пути развития
Н.Н. ПОНОМАРЕВ-СТЕПНОЙ, академик,
А.Я. СТОЛЯРЕВСКИЙ, кандидат технических наук
«Энергия» 2004, № 1. С. 3-9.
...
Производство водорода
Запасы водорода, связанного в органическом веществе и в воде, практически неисчерпаемы. Разрыв этих связей позволяет производить водород и затем использовать его как топливо. Разработаны многочисленные процессы по разложению воды на составные элементы.

При нагревании свыше 2500°С вода разлагается на водород и кислород (прямой термолиз). Столь высокую температуру можно получить, например, с помощью концентраторов солнечной энергии. Проблема здесь состоит в том, чтобы предотвратить рекомбинацию водорода и кислорода.

В настоящее время в мире большая часть производимого в промышленном масштабе водорода получается в процессе паровой конверсии метана (ПКМ). Полученный таким путем водород используется как реагент для очистки нефти и как компонент азотных удобрений, а также для ракетной техники. Пар и тепловая энергия при температурах 750-850°С требуются, чтобы отделить водород от углеродной основы в метане, что и происходит в химических паровых реформерах на каталитических поверхностях. Первая ступень процесса ПКМ расщепляет метан и водяной пар на водород и моноксид углерода. Вслед за этим на второй ступени «реакция сдвига» превращает моноксид углерода и воду в диоксид углерода и водород. Эта реакция происходит при температурах 200-250°С.
...
Стоимость водорода
В настоящее время наиболее рентабельный способ производить водород — паровая конверсия. Согласно данным Минэнерго США, в 1995 г. стоимость водорода была 7 долл./ГДж (для условий большого завода), что эквивалентно стоимости бензина 0.24 долл./л. Для расчета принималась стоимость природного газа 2.30 долл./Гдж (80 долл./ 1000нм3), примерно в 3 раза превышающая его стоимость в России. Таким образом, даже при увеличении внутренних цен на природный газ в России в 2-3 раза водород, производимый с помощью ПКМ, будет более дешевым поставщиком энергии, чем бензин при текущих внутренних ценах на углеводородное топливо.

Производство водорода электролизом воды на основе современных технологий оценивается по затратам от 10 до 20 долл. за ГДж. Аналогичные цифры дают оценки, полученные для термохимического производства водорода из воды с использованием энергии ВТГР. В ближайшей перспективе водород, получаемый из воды в процессе паровой конверсии метана с помощью энергии ВТГР, может производиться в стране при затратах ниже 7 долл./ГДж, то есть дешевле, чем бензин при цене последнего в 7-8 руб./л.
...
http://www.abitura.com/modern_physic...o_energy2.html

[Michael]

судя по описанию паровой конверсии, выделяется парниковый газ - СО2, так что сильно рано говорить о больших преимуществах для экологии. Фирма хвалится для того чтоб создать рекламу и м.б. получить большие деньги на продолжение исследований, доведение до коммерческого образца.

[Юрий Ганков]

Если до этого дойдет, то вывод можно сделать один - скоро вода станет таким же дефицитным и дорогим продуктом как и сам бензин.....

[Vladislav]

Сообщение от Michael

судя по описанию паровой конверсии, выделяется парниковый газ - СО2, так что сильно рано говорить о больших преимуществах для экологии. Фирма хвалится для того чтоб создать рекламу и м.б. получить большие деньги на продолжение исследований, доведение до коммерческого образца.

Что за "паровая конверсия"? Кислород + Водород = Вода. Где углерод?

[Vladislav]

Сообщение от Dron.ru

Неа, там всё по-честному! Волшебное расщепляющее вещество это катализатор, который сам в реакцию не вступает и не расходуется, достаточно только очень быстро крутить педали, подавая в систему киловатт мощности в час и машина будет ехать пока у вас не закончится бутылка с водой...

В бензиновом автомобиле тоже нужна электроэнергия, но педали никто не крутит

[Юрий Ганков]

Сообщение от Vladislav

В бензиновом автомобиле тоже нужна электроэнергия, но педали никто не крутит

Да это он прикалывается - педали крутишь а воду пьешь пока не закончится.....

[Юрий Ганков]

Сообщение от Vladislav

Что за "паровая конверсия"? Кислород + Водород = Вода. Где углерод?

И если уж делать глобальное открытие, то тогда уж пусть делают, чтобы была польза (как разделительная полоса) двойная и сплошная - пусть водород идет на двигатель, а кислород выделяется в атмосферу - глядишь скомпенсируем вырубку лесов

[gog]

Сообщение от Сотрудник

Если до этого дойдет, то вывод можно сделать один - скоро вода станет таким же дефицитным и дорогим продуктом как и сам бензин.....

Ну ,вода то наверно немало тратиться начиная с добычи до переработки нефти.

Фирма хвалится для того чтоб создать рекламу и м.б. получить большие деньги на продолжение исследований,

Ну конечно этому нужно только радоваться. Ведь это первые шаги только. Чтобы довести до ума, действительно много ещё надо поработать. Настораживает одно: если дело продвинется,то объязательно найдутся вставляющие палки в колёса.

[Michael]

Сообщение от Vladislav

Что за "паровая конверсия"? Кислород + Водород = Вода. Где углерод?

Ctrl+F найдет вам на страничке это словосочетание.

Там речь про метан (СН3) из которого получают водород наиболее дешевым сейчас способом.

[Альдебаран]

Для скептиков агни-йогов
Ведь по сути вы должны идти впереди планеты всей или нет
Если уж вы сумневаетесь, так что тогда спрашивать с других

Ведь совершенно ясно, что без внедрения в автомобильную промышленность новейших технологий все разговоры об оздоровлении экологии не больше чем сотрясание грязного воздуха.

Статья взята с www.expert.ru

Олег Осипов

Жюль Верн, как всегда, оказался прав, назвав воду "углем будущего"

Предлагаемые читателю заметки вполне подходят и для рубрики «Автомобиль и экология», заявленной в прошлом (июньском) выпуске «Эксперта-Авто». Поскольку речь пойдет главным образом о машине, из выхлопной трубы которой выделяется, точнее капает, вода. И решительно ничего опасного для окружающей среды. Называется это чудо HydroGen 1, и создано оно на базе хорошо известной Opel Zafira. Но на этот раз в заметках будет превалировать не столько общественно значимый, сколько технологический аспект. Ведь совершенно ясно, что без внедрения в автомобильную промышленность новейших технологий все разговоры об оздоровлении экологии не больше чем сотрясание грязного воздуха.



Вместе с тем разработки инженеров ведущих мировых автокомпаний не менее актуальны для России, чем для любой другой страны. Мы глубоко заблуждаемся, если считаем, что американцам или немцам решительно все равно, на чем мы ездим и чем дышим. Неглупая часть человечества давно поняла, что экологические проблемы не бывают локальными, они всегда глобальны. Если, даст бог, автомобилизация России со временем достигнет хотя бы среднеевропейских показателей, но при этом мы будем по-прежнему выпускать и использовать «грязные» или старые автомобили, пол-Европы по меньшей мере задохнется вместе с нами. Как-то один мой собеседник из крупной западной компании с нескрываемой тревогой заговорил о возможности стремительного роста жизненного уровня китайцев. «Можете себе представить, что произойдет, если все они сядут за руль?» И добавил: мол, крупные производители просто обязаны делиться с китайцами новейшими технологиями, строить там заводы, добиваться применения жестких экологических стандартов. Одними катализаторами, боюсь, там не обойтись.

Неспроста в брюссельский «Дом будущего» (нечто вроде постоянной экспозиции о том, что нас ждет и как мы можем жить) пригласили журналистов из разных стран. Здесь с нами встретились специалисты Глобального центра альтернативных силовых установок (GAPC), созданного в 1998 году компаниями General Motors и Opel. В этом центре, расположенном по обе стороны Атлантики, работает около 250 специалистов из США и Германии. Их основная цель — запустить в ближайшие годы в производство автомобили, использующие топливные элементы вместо двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и имеющие доступные цены. Потому что, как подсчитали в центре, к 2030 году количество автомобилей на дорогах удвоится: с 800 миллионов до 1600 миллионов. И если мы не хотим удвоить количество вредных выбросов в атмосферу, то должны искать альтернативные источники энергии.

Немного истории

На сегодняшний день, по мнению специалистов из GAPC, самой реальной альтернативой ДВС является водородная технология. Тот же Жюль Верн, предрекая использование воды в качестве топлива, 130 лет назад замечал, что «сначала мы должны научиться разделять воду на составные элементы, то есть на кислород и водород». Вероятно, великий писатель просто не знал, что еще в 1839 году англичанин сэр Вильям Роберт Гров, судья и профессор физики, открыл и описал метод производства электроэнергии с помощью кислорода и водорода в топливном элементе. Ведущие ученые считают эту технологию не менее революционной и значимой для автомобилестроения, чем четырехтактный двигатель, изобретенный лишь 40 лет спустя немцем Николаусом Августом Отто. Однако ДВС на рубеже веков победил благодаря относительной простоте изготовления и дешевизне топлива. Хотя в 1916 году та же GM разработала грузовик с электрической силовой установкой. Автомобили с альтернативными ДВС двигателями в начале века представляли и другие компании. Но, увы, реальный рынок тогда не мог (и до сих пор не особенно желает) воспринять слишком смелые и слишком дорогие средства передвижения.

Конечно, поиск новых источников энергии, способных приводить в движение автомобиль, не останавливался никогда. Но без серьезной финансовой поддержки и заинтересованности со стороны производителей он был ограничен чаще теоретическими изысканиями. Между тем 30 лет назад в Детройте GM показала действующую машину на топливных элементах. Электроэнергия вырабатывалась в стальных цилиндрах, заполненных водородом. Двигатель развивал мощность в 32 киловатта, а пробег до следующей заправки составлял около двухсот километров. Но, как пишут сами представители компании, «несмотря на многообещающие перспективы, работы по проекту были прекращены в связи с общими неблагоприятными условиями для применения топливных элементов в 60−е годы, такими как низкие цены на обычное топливо и практически полное отсутствие заботы о защите окружающей среды».

Следующий всплеск интереса к альтернативным силовым установкам возник по понятным уже причинам в 80−х годах. С тех пор многие производители не прекращают исследований и всерьез конкурируют в этой области. Что не мешает им, впрочем, объединяться для решения концептуальных задач. Так, над мембранной технологией сообща работают Ford, DaimlerChrysler и одна канадская фирма. Однако сегодняшний разговор о GM-Opel, которые также не склонны к действиям в одиночку и привлекают к сотрудничеству многие научные центры и компании.

В середине 80−х инженеры GM создали новый тип топливного элемента с мембраной, проводящей протоны и играющей роль электролита. С тех пор работы не прекращались. Причем некоторые исследования проводились на гранты правительства. Итогом стали спортивные электромобили Impact, развивающие скорость до 160 км/ч, седан HX3 с гибридной установкой и многие другие концептуальные разработки, в том числе описанный в одном из недавних выпусков «Эксперта-Авто» автомобиль Precept. Наконец, появился EV1 (см. «Эксперт-Авто» N8 за 1999 г.), который уже выбрали в качестве основного средства передвижения сотни американцев.

Аналогичную работу вел и Opel. На счету компании электромобили Impuls 1, созданный на базе Kadett, Astra Impuls 2 и многофункциональный транспортер Combo Plus. И вот, наконец, HydroGen 1.

Мы видели — он ездит

Честно говоря, лично проехать за рулем автомобиля с водородным двигателем мне так и не удалось. Я терпеливо ждал своей очереди, наблюдая, как от «Дома будущего» на HydroGen 1 отъезжают коллеги из других стран. Увы, машина, вероятно, не выдержала «журналистского натиска». Что ж, я прекрасно понимаю, что речь идет все же не о серийном автомобиле. Зато остальное было в высшей степени интересно, да и о самом автомобиле удалось узнать практически все.



Итак, HydroGen 1 — это компактный пятиместный мини-вэн, созданный на базе Zafira. На одной заправке он способен проехать 400 километров. Электромотор питает батарея топливных элементов, которая состоит из двухсот индивидуальных ячеек, соединенных последовательно. При этом габаритные размеры батареи достаточны невелики: длина 590 мм, ширина — 270 и высота — 500. То есть она практически так же компактна, как и традиционный ДВС. Мощность силовой установки составляет в обычном режиме 80 кВт (109 л. с.), а пиковая мощность достигает 120 кВт (163 л. с.). При этом крутящий момент равен 251 Нм. Одновременно отпала необходимость делать трансмиссию с несколькими передаточными отношениями, как на традиционных автомобилях. Вместо нее используется одноступенчатый редуктор (вес — всего 68 кг.) Трехфазный синхронный электродвигатель мощностью 55 кВт (75 л. с.) способен обеспечить Zafira массой 1575 кг ускорение до 100 км/ч за 16 секунд и разогнать автомобиль до 140 км/ч. Именно такая машина будет сопровождать участников марафона на Олимпийских играх в Сиднее.

А теперь о самом любопытном — как именно все это действует. И прежде всего о топливном элементе. Чтобы ничего не перепутать, процитирую пресс-релиз. В нем говорится, что «основными его элементами являются топливный электрод (анод), кислородный электрод (катод) и электролит. Анод и катод представляют собой электропроводящие пластины, имеющие внутренние каналы, которые разделены полимерной мембраной, играющей роль электролита. Если анод окружается водородом, электроны отделяются от катализатора и образующиеся в результате положительно заряженные атомы (протоны) проходят через электролит к катоду. Разница в электрическом заряде приводит к появлению между электродами электрического напряжения порядка 0,7 вольта. С другой стороны, положительно заряженные ионы водорода — протоны — соединяются с отрицательно заряженными ионами кислорода, чтобы превратиться в воду. Таким образом, не производится никаких газообразных выбросов». Добавлю, что водород и кислород вступают в реакцию и образуют воду при температуре 80 градусов по Цельсию и, в зависимости от условий, вырабатывают в батарее электроэнергию напряжением от 125 до 200 вольт.

Откуда берется водород? HydroGen 1 имеет топливный бак из нержавеющей стали длиной около метра и диаметром 400 мм. В нем при температуре минус 253 градуса по Цельсию содержится 75 литров (пять килограммов) сжиженного водорода. Он изолирован несколькими слоями специального стекловолокна, которое обеспечивает такую же теплоизоляцию, как девятиметровый (!) слой полистерена. Это позволяет свести потери на испарение всего к 1−3% от объема дневного потребления.

Узнав все это, я немедленно придумал заголовок — «Верхом на водородной бомбе». Но это было бы уж слишком большим преувеличением, пригодным разве что к использованию в каком-нибудь бульварном листке. На самом деле, по утверждению инженеров центра, топливный бак со сжиженным водородом не более опасен, чем бак с бензином или с соляркой. К тому же в GAPC изучают и другие возможности перевозки водорода на автомобиле. Например, они работают над методом, при котором атомы водорода прилипают к поверхности трубчатых стекловолокон микроскопических размеров; и над другим, при котором водород хранится в пустотах между частицами прессованного металлического порошка, как в губке. Последний принцип GM уже продемонстрировала на Детройтском мотор-шоу в экспериментальном автомобиле Precept.

Предмет особой гордости инженеров — так называемый холодный пуск. Он означает, что батарея топливных элементов может начинать работу при температуре до минус 40 градусов по Цельсию. Не менее очевидный повод для гордости — коэффициент полезного действия (КПД), с которым в топливных ячейках вырабатывается электроэнергия. Сейчас этот показатель достигает 50%, но инженеры считают, что они смогут повысить КПД до 60%. Даже самый современный дизельный двигатель не может приблизиться к таким цифрам. Создателей «водородного автомобиля» не могли не порадовать отклики тех, кто успел на нем прокатиться: «Удивительные и самые приятные ощущения; машина тихая и веселая в управлении».



1. Электромотор
2. Соединение батареи
3. Охлаждающий модуль
4. Анодный увлажнитель
5. Водяной насос
6. Водный резервуар
7. Конвертер электрического тока
8. Катодный увлажнитель
9. Охлаждающая жидкость
10. Охлаждающий насос
11. Топливный бак
12. Аккумулятор
13. Воздушный фильтр
14. Компрессор
15. Окислитель

Реалии и перспективы

Весь вопрос в том, когда эти или подобные — безвредные, тихие и веселые — автомобили в массовом порядке начнут вытеснять транспортные средства с ДВС. В принципе рубеж обозначен: 2030 год. Но специалисты GAPC уверены, что серийное производство машин с альтернативными двигателями начнется уже в ближайшие годы. Причем они будут находиться в том же ценовом диапазоне, что и аналогичные дизельные модели. Другое дело, что проблем на этом пути предстоит решить немало.

Одна из важнейших — организация сети заправочных станций. Ясно, что ни за год, ни за два развитую инфраструктуру не создашь. Поэтому в качестве промежуточного решения предлагается, в частности, реформинг (преобразование) традиционного топлива в водород непосредственно на борту автомобиля. Правда, этот метод не является абсолютно безвредным с точки зрения выделения токсичных газов. Тем не менее он представляет собой значительный прогресс в области снижения токсичности выхлопов. В этом случае выхлопы не содержат окислов азота, двуокиси серы или сажи, а двуокись углерода (СО2), вызывающая парниковый эффект, выделяется в ограниченных количествах. Причем наиболее перспективным материалом для реформинга специалисты GM и Opel считают бензин. Хотя могут использоваться и солярка, и природный газ, и метанол. Но даже в случае с бензином потребуется, например, добиться снижения содержания в нем серы, которое считается нормальным сегодня, решить проблему с высокими рабочими температурами (более 800 градусов по Цельсию), сопутствующими процессу преобразования этого топлива в водород.

Параллельно, считают специалисты, должны создаваться «водородные» заправочные станции. Пока цена на водород — нетоксичный и наиболее энергетичный невидимый газ — гораздо выше, чем на стандартное топливо. Связано это прежде всего с тем, что его довольно трудно выделить из состава определенных соединений. И на рынке сейчас продается всего лишь около одного процента получаемого водорода, остальное используется в химической промышленности, где его стоимость гораздо ниже. Центр провел исследования и выяснил, что по промышленной шкале реально достигнуть стоимости водорода, которую можно выразить суммой от 0,05 до 0,1 евро за киловатт-час. В то же время цена за бензин — 0,5−1 евро за литр. Вполне сопоставимые единицы.

В заключение стоит заметить, что автомобилестроение — далеко не единственная отрасль, в которой используются технологии топливных элементов. Они нашли применение, например, в бортовых системах американских космических аппаратов Gemini и Apollo еще в 60−е годы. В наши дни Гамбургская электрическая и газовая компания эксплуатирует две электростанции на топливных элементах, которые обогревают и снабжают электричеством дома. И таких примеров — множество. Словом, есть опыт, на который можно опереться.

…Отъезжая от «Дома будущего» в аэропорт на обычном автомобиле, вдыхая чистый воздух брюссельского пригорода, я поймал себя на мысли, что уж кто-кто, а бельгийцы, пожалуй, могут позволить себе не спешить с приобретением экологически чистых автомобилей. Совсем другие соображения появились, едва я вдохнул «дым Отечества». Нет, электро— или водородные машины нужны нам безотлагательно как воздух. В прямом смысле.

[Vladislav]

Сообщение от Альдебаран

Статья взята с www.expert.ru

Олег Осипов

Жюль Верн, как всегда, оказался прав, назвав воду "углем будущего"

Спасибо за статью, но в ней описана не та технология - здесь используется в качестве топлива водород, у японцев же - вода!..

[Альдебаран]

В любом случае водород.
Кстати, сейчас действительно очень многие ученые занимаются проблемой альтернативного топлива достаточно серьезно.

Можно изучить сайт http://hydrogen.ru/

А вот сайт под потронажем правительства Москвы и автомобильчики что используют альтернативное топливо http://www.alterenergy2008.ru/rally.html

Заправляться водой конечно очень удобно
Но сейчас рассматриваются несколько основных видов альтернативы нефти и бензину
Лично я двумя руками "за" за любую чистую замену



Кстати, любопытно, что электромотор изобрели еще в 1916 году в General Motors и при большом желании уже тогда можно было направить науку в нормальное русло развития автомобилестроения.
Но "кто-то" видимо имел на это другие планы.

[Анатолий]

А зачем заливать воду? Надо выхлоп направить обратно в бак и получим классический вечный двигатель.