Запахло паром

Российская экономика – странная вещь. Цены на нефть падают, а стоимость бензина, как вы могли заметить, растет. К слову, бензин у нас дорожает всегда, даже когда цены на нефть идут вверх. На этом неутешительном фоне мировые автоконцерны балуют нас новостями о своих перспективных машинах, работающих на водороде.

Главный ньюсмейкер ноября – Toyota, представившая серийную версию своей модели Mirai. Да-да, этот автомобиль ездит на водороде. И очень скоро его можно будет купить. Помимо Toyota, аналогичные технологии можно было увидеть в чуть менее готовых к серийному производству Honda, Hyundai, Volkswagen, Audi. А чуть покопавшись в новостях за последние пару лет – и в BMW с Mercedes, в Ford, GM… да, собственно, везде!

Так что же это такое – водородные автомобили? Почему они стали появляться именно сейчас? И почему до сих пор не заполонили улицы?

Водород – один из самых распространенных химических элементов во вселенной. Из всех его свойств для автомобильной промышленности интересны процессы взаимодействия с кислородом. Во-первых, в результате горения выделяется тепловая энергия. А во-вторых, в ходе реакции с кислородом можно получать электричество. Прелесть в том, что выхлопом в обоих процессах является обычная, чистейшая вода – H2O! А потому автомобили, работающие на водороде, считаются стопроцентно экологически безопасными.

Самый простой способ использования водорода в автомобилях – его сжигание непосредственно в цилиндрах существующих двигателей. Фактически, водород используется взамен бензина. Машина едет, из выхлопной трубы идет обычный пар – "зеленые" счастливы! Плюсы в том, что для перевода двигателя на водородную диету не требуется глобального переоснащения производства. Более того, подобные моторы можно сделать двухтопливными: есть водород – двигатель будет работать на водороде, нет его – на бензине.

Volkswagen Golf SportWagen HyMotion

Увы, без минусов не обошлось. ДВС вообще, и водородные ДВС в частности, не отличаются высоким КПД. Учитывая стоимость водорода, а также имея альтернативную технологию, инженеры практически прекратили работы над водородными двигателями внутреннего сгорания.

Так что же это за альтернативная технология? Видите тэг FCV вверху статьи? Это Fuel Cell Vehicle – машина на топливных элементах. Почти все из нас в школьные годы видели или проводили сами эксперемент: если в воду (лучше слегка подсоленую) опустить два провода, подсоединенных к обычной батарейке или источнику тока низкого напряжения (например, оголенные провода от зарядки для телефона), то вокруг проводов начнут образовываться пузыри. Это – процесс разложения воды на водород и кислород, называемый электролизом. И его возможно обернуть вспять.

В автомобиль устанавливают топливные ячейки – фактически, химические батареи, в которых происходит реакция соединения водорода и кислорода и вырабатывается электрический ток. В итоге образуется все та же вода, а ток можно использовать для питания электродвигателей, вращающих ведущие колеса. Получается электромобиль, только вместо дорогостоящих и тяжелых аккумуляторов в нем применяются доступные батареи, которые можно заправлять водородом.

Honda FCV Concept

Как это выглядит? Взять ту же Mirai. Это переднеприводный автомобиль с электромотором мощностью 150 л.с., который способен разгонять машину до 100 км/ч за 9 секунд. Водордные баки (а точнее, баллоны высокого давления) наполняются за 5 минут, обеспечивая запас хода в 480 км. Что характерно, Mirai – машина гибридная, в которой также используется привычный аккумулятор для конденсации и повторного использования энергии торможения.

Выходит тот же электромобиль, только с быстрой «зарядкой» водородом. И отличным запасом хода. Так в чем подвох?

В том самом водороде. Во-первых, где им заправляться? Инфраструктуры нет – она только-только начинает открываться в Калифорнии. Именно поэтому планы продаж той же Mirai на следующий год – всего 700 машин по всему миру.

Audi A7 Sportback h-tron quattro

Эту проблему, впрочем, можно решить. Построить заправки. И даже организовать колонку у себя в гараже: Honda уже демонстрировала бытовой прибор, который вырабатывает водород из обычного природного газа – таким можно заправлять машину прямо у себя дома.

Вторая проблема гораздо более существенна. Дело в том, что на Земле водород в чистом виде практически не встречается. А все освоенные способы его промышленного получения крайне затратные. Например, водород можно получать с помощью описанного выше электролиза. Но где взять для этого столько электричества? Гораздо дешевле (пока) заряжать традиционные электромобили.

Тут, впрочем, есть определенные надежды. Во-первых, сейчас разрабатываются способы производства водорода как побочного продукта на атомных электростанциях нового поколения. Во-вторых, есть надежда на генную инженерию – в теории можно создать микроорганизмы, которые станут перерабатывать в водород что-нибудь бесплатное, например бытовые отходы.

Так или иначе, но нынешний бум водородомобилей в том же LA – это скорее пиар-акция, призванная показать «зеленым» калифорнийцам работу автоконцернов в области экологичных технологий. Ведь чистая питьевая вода из выхлопной трубы – это так привлекательно!