Хранение водорода в транспортных средствах — нерешённые проблемы
Опубликовано 08 Фев 2012. Автор: Kenn
Схема работы топливной водородной ячейки
При обсуждении любой новой технологии всегда оценивают её достоинства, но не очень любят вспоминать о недостатках. Водородное топливо, которое активно пропагандируют как оптимальный выход для двигателей транспорта в будущем, относится как раз к таким случаям.
Помимо сложностей с производством самого водорода, существует ещё и проблема его местного хранения внутри транспортного средства. Обычно никто не упоминает, что для хранения сейчас существует только один надёжный способ — использование для водорода баллонов высокого давления. Для того, чтобы на основе водорода обеспечить нормальный пробег автомобиля, эквивалентный одной заправке бензином, на котором машина может пройти 450 км, нужен баллон высокого давления, водород внутри которого будет находиться под давлением 600-700 атмосфер. Чтобы хотя бы немножко представить эту цифру, напомню, что в колёсах автомобилей давление воздуха около 2-3 атмосфер, в спортивных шоссейных велосипедах может доходить до 11 атм. Мы все прекрасно знаем, что порою случаются такие аварии на дорогах, в которых автомобиль полностью разрушается, и что тогда произойдёт, если на нём будет установлен водородный бак?
Понимая сложность сегодняшней ситуации с дальнейшим развитием транспорта на водородном топливе, департамент энергетики США выделил Национальной лаборатории Лоуренса трёхгодичный грант в 2,1 млн. долларов на решение вопроса хранения водорода. Предполагается, что для решения данной проблемы могут использоваться металлорганические каркасные структуры. Это структуры напоминают собой губку, ячейки которой построены из углеродных соединений. Такая губка может выступать в роли адсорбента и поглощать водород переводя его из газообразного состояния в связанное. Кроме того для водородных двигателей очень большую неприятность представляет обыкновенный углекислый газ, который плохо влияет на каталитические элементы, применяемые в водородном двигателе, поэтому группа исследователей параллельно решает вопрос создания устройства очистки водорода от углекислого газа.
Исследователи находятся ещё в самом начале поисков, сейчас они сумели добиться того, чтобы вдвое увеличить ёмкость топливного баллона, в котором используются металлорганические структуры и обеспечить это можно только в условиях очень низких температур, всего 77К. Однако учёные рассчитывают, что сумеют добиться 4-5 кратного увеличения водородной ёмкости при обыкновенной температуре, что в перспективе предполагает, что в будущем водородный бак будет иметь размер в 4-5 раз меньше сегодняшнего. Надо добиться того, чтобы катионы в металлорганической структуре сумели связывать не одну молекулу свободного водорода, а две-три, и даже до четырёх. В этой научной разработке также принимает участие такой крупный автомобильный производитель как General Motors, который обеспечивает своим оборудованием качество измерений в проводимых работах.
Андрей Синеок
scilive.net – наука и технологии вчера, сегодня и завтра
Ещё статьи:
