Sadržaj članka:
- Malo povijesti
- Obilježje vodikovih motora
- Glavne prednosti i nedostaci vodikovih motora
- Najpopularniji automobili s vodikovim motorom s unutarnjim izgaranjem
"Vodik je gorivo budućnosti" - s tom se porukom vodikovi ICE uvode u transportnu i zrakoplovnu industriju.
Nije slučajno što vodik zauzima vodeće mjesto među svim ostalim izvorima alternativne energije - što je ekološki prihvatljiviji, ima obnovljive izvore, a ima i najveću učinkovitost u usporedbi s klasičnim motorima koji rade na benzin i dizel.
Međutim, osim neporecivih prednosti, vodikov motor ima i niz nedostataka koji mu još ne dopuštaju da postane masivan i potpuno zamijeni "štetne" benzinske i dizelske motore.
Malo povijesti
Čovječanstvo je nedavno počelo razmišljati o potrebi očuvanja okoliša, ali znanstvenici su počeli razmišljati o zamjeni konvencionalnog motora s unutarnjim izgaranjem mnogo ranije.
Dakle, iz ruke znanstvenika Françoisa Isaaca de Rivaza, rodom iz Francuske, prvi motor na vodik proizveden je 1806. Godine 1841. Britanija je dobila prvi patentni ugovor za proizvodnju motora na vodik, a 1852. njemački znanstvenici su sposoban stvoriti motor s unutarnjim izgaranjem koji radi na smjesi zrak-vodik.
Međutim, planove za uvođenje vodikovih motora osujetili su benzinski motori, koji su postali široko rasprostranjeni nakon 1870. godine.
Ponovno su se sjetili vodika kao alternativnog goriva tek 1941. u opkoljenom Lenjingradu. Tada je sovjetski tehničar B. Shelishch upotrijebio "koktel" zrak-vodik za lansiranje balona za baraž.
Tada je vodik opet zaboravljen, sve dok svjetska kriza goriva nije pokucala na vrata 1970 -ih. Krajem 70 -ih, BMW -ov proizvođač automobila objavio je svoj prvi automobil koji radi na vodiku, a zatim su ga slijedile i druge tvrtke, uključujući američke General Motors i Ford, japansku Hondu i druge.
Ipak, čim je kriza splasnula, interes za vodik kao izvor energije ponovno je nestao. I sada, desetljećima kasnije, čovječanstvo se ponovno sjetilo svog postojanja, čemu je doprinijelo ne samo aktiviranje ekologa, već i rast cijena goriva.
Obilježje vodikovih motora
Strukturno, vodikov motor se ne razlikuje mnogo od standardnog motora s unutarnjim izgaranjem. Sadrži i klipove, komoru za izgaranje i mehanizam radilice klipnjače. Pa u čemu je razlika?
Činjenica je da vodikovi motori koriste drugačiji način opskrbe mješavinom goriva i njezinog kasnijeg izgaranja. Osim toga, za sagorijevanje vodika potrebno je mnogo manje vremena nego u slučaju goriva na bazi nafte. Razlike su beznačajne, a na prvi pogled može se činiti da nije teško pretvoriti konvencionalni ICE u vodikov, ali to nije tako.
Brojni problemi s upotrebom vodikovog motora:
- Teško je dobiti vodik. Nije tajna da se nalazi u vodi i s pravom se smatra najraširenijim kemijskim elementom na svijetu, iako praktički nije zastupljen u svom čistom obliku. To znači da automobil mora biti opremljen posebnom instalacijom zatvorenog tipa - elektrolizatorom, koji je odgovoran za cijepanje vode i dopuštanje proizvodnje vodika. Međutim, u praksi je takvu instalaciju teško proizvesti, što uvelike utječe na njenu konačnu cijenu.
- Zbog visoke temperature kompresije, vodik lako reagira s raznim metalnim elementima elektrane, pa čak i s motornim uljem.
- Čak i malo curenje vodika u dodiru s zagrijanim razdjelnikom uzrokovat će požar. Zato se danas pri stvaranju vodikovih motora koriste samo rotacijske elektrane jer smanjuju rizik od požara zbog veće udaljenosti između usisnog i ispušnog razvodnika.
Ipak, većina je problema dosad riješena, ne samo na rotacijskim instalacijama, već i u motorima koji koriste klipne mehanizme, što omogućuje da vodik ostane najperspektivnija zamjena za benzin / dizel.
Glavne prednosti i nedostaci vodikovih motora
Glavne prednosti koje imaju vodikovi motori:
- visoka razina ekološke prihvatljivosti, budući da je vodena para produkt njezinog izgaranja. Kad vodik izgori, izgara i motorno ulje, međutim, količina otrovnih ispušnih plinova je nekoliko puta manja nego pri sagorijevanju benzina ili "teškog" goriva;
- visoka učinkovitost, koja je nekoliko puta veća od one u klasičnim elektranama koje rade na dizelsko ili benzinsko gorivo;
- relativna strukturna jednostavnost, kao i odsutnost skupih i nepouzdanih sustava opskrbe gorivom, koji su također opasni;
- bešumnost.
Unatoč nizu značajnih prednosti, vodikovi motori imaju dovoljan broj nedostataka:
- visoka cijena i složenost dobivanja čistog vodika;
- nerazvijena infrastruktura punionica sposobnih za opskrbu vodikom;
- nedostatak međunarodnih standarda za prijevoz i uporabu vodikovog goriva;
- visoki troškovi sastavnih dijelova goriva i održavanje vodikovih motora;
- poteškoće povezane sa skladištenjem vodikovog goriva. Znanstvenici još uvijek nisu došli do zajedničkog nazivnika u pogledu materijala koji se mora koristiti u proizvodnji spremnika za skladištenje zapaljivog vodika;
- povećanje ukupne mase automobila zbog prisutnosti vodikovog motora, koji je osjetno teži od sada raširenih benzinskih i dizelskih motora.
Osim toga, boce s vodikom moraju se redovito pregledavati i certificirati, što mogu učiniti samo kvalificirani i ovlašteni tehničari.
Najpopularniji automobili s vodikovim motorom s unutarnjim izgaranjem
Na fotografiji: Riversimple Rasa
Unatoč činjenici da se znanstvenici i dalje zbunjuju nad trenutnim problemima povezanim s upotrebom vodikovih motora, broj automobila na vodikov pogon nastavlja rasti. Najpoznatiji automobili na pogon vodikom su:
- Toyota Mirai FCV - automobil je prvi put debitirao 2013., ali je u prodaju stigao tek 2015. godine. Cilindri dostupni u njemu pružali su "domet" od oko 500 km.
- BMW 750hL, čija je konceptualna verzija prikazana 2000. godine. Automobil je opremljen posebnim spremnikom vodika, čija je rezerva dovoljna za pokrivanje udaljenosti od 300 km.
- Honda Clarity je još jedan automobil koji koristi vodik umjesto klasičnog goriva. Glavne prednosti modela su njegov spektakularan izgled i impresivna, prema standardima automobila na vodik, rezerva snage od 589 km.
- Riversimple Rasa je mali automobil na vodik podrijetlom iz Velike Britanije. Njegova glavna značajka bila je mala težina (nešto više od 500 kg) i impresivna rezerva snage - oko 500 km.
Osim toga, proizvođači nastavljaju predstavljati konceptne automobile na vodik, uključujući Audi H-tron Quattro, vodikov Mercedes GLC, kamion Nikola One iz Nikole Motor, superautomobil H2 Speed iz dizajnerske kuće Pininfarina i mnoge druge.
Zaključak
Unatoč brojnim nedostacima, vodik može postati najperspektivniji izvor čiste energije sljedećih 30-40 godina. Moramo samo pronaći učinkovitu metodu za proizvodnju vodika i razviti infrastrukturu za njegovu isporuku krajnjem potrošaču, a tada će čovječanstvo zauvijek zaboraviti ne samo na gorivo, već i na ekološku krizu.
