Топливо будущего - Водородные топливные элементы

Водородные топливные элементы являются прекрасной альтернативой как традиционным бензиновым или дизельным автомобилям, так и гибридам либо электромобилям, питающимся от аккумуляторных батарей. Автомобили на топливных элементах совершенно не загрязняют окружающую среду и при этом не требуют постоянной подзарядки. По конструкции они мало чем отличаются от обычных электромобилей.

Такое транспортное средство приводится в движение при помощи электродвигателей, однако энергию они получают не от громоздких и малоэффективных тяговых аккумуляторных батарей, а от компактных топливных элементов. В них происходит химическая реакция кислорода с водородом, при которой вырабатывается необходимое количество электроэнергии. Единственный побочный продукт такой реакции – чистая вода в виде пара.

Благодаря небольшим размерам и весу топливные элементы занимают очень мало места в автомобиле. Обычно их размещают на месте центрального трансмиссионного тоннеля или под полом кузова, что позволяет максимально снизить центр тяжести и улучшить устойчивость автомобиля. Технология водородных топливных элементов полностью отработана и готова к использованию в промышленных масштабах. Компания Honda уже реализует серийные автомобили на топливных элементах FCX Clarity, а автогигант из Штутгарта недавно завершил тесты трех экспериментальных Mercedes-Bеnz B-Klаsse F-Cell, в ходе которых они совершили кругосветное путешествие, продолжавшееся 125 дней.

В процессе создания водородных топливных элементов, пригодных для повседневной эксплуатации, потребовалось решить немалое количество проблем и сложных технических задач. В ходе химической реакции, проходящей в топливных элементах, выделяется много тепла, поэтому при работе эти источники энергии могут разогреваться до 1000⁰С. На охлаждение топливных элементов приходится расходовать немало энергии, а в их конструкции применяются жаропрочные материалы, что приводит к значительному удорожанию. Благодаря усовершенствованию топливных элементов последнего поколения их рабочую температуру удалось снизить почти вдвое, тем самым уменьшив их стоимость и повысив эффективность использования.

Водород, производимый по современным технологиям, обходится значительно дороже бензина. С увеличением масштаба потребления водорода, когда его производство будет освоено в промышленных масштабах, цена этого экологически чистого топлива будет неизбежно снижаться. Массовому распространению водородных автомобилей препятствует также недостаточное количество заправочных станций. В настоящее время лишь в американском штате Калифорния существует достаточно развитая инфраструктура водородных заправок, поэтому именно здесь компания Honda на протяжении многих лет тестировала опытные модели водородных автомобилей, а недавно здесь же были переданы владельцам первые серийные Honda FCX Clarity, оборудованные топливными элементами.

В Европе водородные заправочные станции действуют лишь в некоторых крупных городах Германии. Для полноценного функционирования водородных автомобилей их количество необходимо увеличить в несколько десятков раз, для чего потребуются значительные инвестиции, а также поддержка на государственном уровне.