6.3 Переваги і недоліки спалювання водню в двигунах внутрішнього згоряння

Переваги:

- висока питома теплота згоряння;

- широкі межі запалення водню – 4-75 % об. проти 1,5 – 7,6 % об. бензину – роблять його ідеальним паливом для двигунів;

- термічний ККД при роботі ДВЗ на водні при підвищенні ступеня стискання на 50 % перевищує ККД двигуна на бензині;

- швидкість згоряння воднево-повітряних сумішей втричі більша;

- може бути сконструйований двигун із набагато більшою потужністю без радикальних конструкційних змін існуючих двигунів;

- двигун внутрішнього згорання на водневому паливі дає змогу використовувати запалювання розжаренням замість дорогого іскрового запалювання;

- водневий двигун легше запускається, леткість водню в поєднанні з його займистістю робить його ефективнішим паливом в умовах полярного холоду;

- водневе паливо не дає у двигуні вуглеводневих відкладень, продукти згоряння хімічно не агресивні, тому зношення двигуна і витрати оливи в процесі експлуатації помітно знижуються;

- шкідливі викиди двигуна при використанні водню знижуються в 25 разів порівняно з бензиновим двигуном.

Недоліки:

- недосконалі технології зберігання водню. Наприклад, у водневій BMW 7 водень зберігається в рідкій формі при температурі -273⁰С;

- висока собівартість водню;

- складний процес одержання водню в промислових масштабах, у ході якого виділяється велика кількість СО₂;

- висока вартість водневої силової установки і складність її обслуговування;

- водень має виняткові проникаючі властивості, вимагаючи застосування особливих матеріалів;

- висока займистість і вибухонебезпечність водневоповітряної суміші;

- відсутність розвинутої структури водневих заправних станцій.

Застосування водню на транспорті і в енергетиці прямим спалюванням сьогодні обмежене через суттєві недоліки цього процесу. Зусилля розробників, головним чином, спрямовані на створення моделей автомобілів і техніки, що працює на паливних водневих елементах

7 Електомобілі

Електромобіль – автомобіль, що приводиться в рух одним або декількома електродвигунами з живленням від акумуляторів або паливних елементів (ПЕ)

Інтерес до електромобілів постійно зростає, починаючи з 1960-х років, коли активно обговорювались питання екології. Крім того, росту популярності електромобілів сприяла енергетична криза 1980-х рр., а сьогодні причиною підвищеної уваги до цих транспортних засобів слугує ріст ціни на нафту.

Перший електромобіль був створений винахідником Робертом Девідсоном в Англії у 1838 р. Тобто вже через шість років після відкриття Фарадеєм явища електромагнітної індукції і за піввіку до появи першого автомобіля із двигуном внутрішнього згорання. В кінці XIX ст. електромобілі випереджали автомобілі з традиційними двигунами за швидкістю і обсягами випуску. В 1910-х роках у Нью-Йоркському таксі працювало до 70 000 електромобілів. Саме електромобіль став першим у світі сухопутним транспортним засобом, що переборов бар’єр швидкості в 100 км/год. Це був електромобіль «La Jamais Contente» бельгійця Каміля Женатці, що показав на весні 1899 р. швидкість 105,882 км/год.

В 1907-му році почала виробництво електромобілів компанія Detroit Electric. У початковому варіанті на електромобіль встановлювали свинцево-кислотні акумулятори. З 1911 по 1919 р. за додаткову плату в 600 дол. США можна було встановити залізо-нікелевий акумулятор Едісона. Електромобіль на одній зарядці акумуляторів міг проїхати 130км, хоча на випробуванні у Детройті був досягнутий результат 340,1 км. Електромобіль розвивав максимальну швидкість 32 км/год, що було достатньо для експлуатації в містах початку ХХст.

Сьогодні світовий лідер з виробництва електричного транспорту – Китай. На заході електромобілі виробляють GM, Renault, Daimler, Chevrolet та ін. У Японії – Mitsubishi, Toyota, Honda, в Індії був створений електромобіль - Reva. В 2004 р. у США експлуатувалося близько 56 тис. електромобілів. Крім цього в США експлуатується велика кількість саморобних електромобілів. Набори комплектуючих для конвертації автомобіля в електромобіль, продаються в магазинах. Мінімальна вартість конвертації становить 1500 дол. США.

Крім легкових автомобілів, невеликі електромобілі спрощеної конструкції (електрокари, електронавантажувачі ) широко застосовуються для перевезення вантажів на вокзалах, у цехах і великих магазинах, а також як атракціони. У цьому випадку всі недоліки у вигляді малого запасу ходу й швидкості, високої вартості батарей і маси перекриваються перевагами: відсутністю шкідливих викидів і шуму, що принципово важливо для роботи в закритих людних приміщеннях. Формально до електромобілів такі машини не відносять через специфічність їх застосування.