Водородные топливные элементы, равно как и аккумуляторная технология, безусловно, будут основами новой устойчивой автомобильной промышленности. Обе технологии, как экологически нейтральные найдут своё применение, но это будет в разных сегментах и в разных объёмах производства. И на то есть абсолютно объективные показатели.
Водородное топливо, как альтернативный источник энергии
По автомобильным дорогам многих стран уже носятся десятки тысяч автомобилей, работающих на водородном топливе. На железных дорогах Германии курсируют пассажирские поезда на водородной тяге, а количество водородных заправочных станций в этой стране уже давно перевалило за сотню. Водородно-кислородные двигатели устанавливаются на ракеты, подводные лодки, самолеты, а во Франции есть даже велосипеды с водородными движками.
На сегодняшний день в мире вырабатывается примерно 69 млн тонн водорода в год. Львиная доля его (более 60%) используется в химической отрасли, чуть больше 37% расходуется по другим отраслям и лишь 1% используется в качестве топлива.
В мире существует множество технологий по получению водорода. Наиболее «чистой» является получение его методом электролиза из воды. Такая технология позволяет получать водород без вредных выбросов в атмосферу, однако она требует больших энергетических затрат и достаточное количество водных ресурсов.
Самым популярным на сегодня является метод получения водорода из метана. При этом метан может быть получен из природного газа или синтезирован из угля. Существенным недостатком данного процесса является большой выброс СО2 в атмосферу. Поскольку этот технологический процесс самый дешевый, многие компании ведут работы по превращению углекислого газа в твердый углерод. Такие технологии хоть и удорожают процесс, но становятся экологически чистыми.
Твердые или металлогидридные накопители водорода
Использование водородного топлива в баллонах является распространенным способом, но довольно опасным. Американская компания Fuel Cell Store, уже на протяжении 20 лет использует свойство растворимости водорода в металлах, для дальнейшего его хранения в нормальных условиях. Называется такой способ – металлогидридным. В качестве «растворителя» используется порошок из сплава нескольких металлов. Так, например, 1 куб. дециметр порошка из сплава железа, титана и одного из редкоземельных элементов способен растворить 530 л. водорода.
На развитие водородной энергетики России направлен план создания специальной высоко технологической отрасли, предусматривающий государственную поддержку научных исследований и проектов, ведущих работы в этом направлении.
Одним из таких коллективов, является университет ядерных исследований при МИФИ. Учеными этого заведения создана специальная установка, позволяющая улучшить технологию накопления водорода.
По заявлению специалистов, в этой установке вместо металлического порошка используются ленточные накопители, сделанные из тончайших металлических пленок.
Выделение водорода внутри накопителя происходит за счет нагрева гидрида металла. Порошок имеет низкую теплопроводность, и выделение водорода проходит из него медленно. Пленку же можно нагреть путем пропускания через нее тока. Это значительно позволит увеличить КПД водородного генератора.
Кроме того, молодые ученые университета работают над сокращением процесса, пытаясь проводить насыщенные пленки водородом путем напыления абсорбирующего металла в атмосфере водорода. В результате этого сразу получается продукт, готовый к установке в топливный картридж.
