Развитие и перспективы использования водородного топлива

Форекс блог успешного трейдераС появлением идеи об использовании водорода как топливного элемента перед исследователями водородной энергетики открылись широкие возможности. Большинство развитых стран сделали приоритетным направлением развитие водородной энергетики для широкого использования в повседневной жизни и производственных технологиях. Таким образом, все исследователи и разработчики новых возможностей водорода пришли к единому результату – разработке водородного топлива.

Сейчас использование водородного топлива относят к возобновляемым источникам энергии, которые становятся развитым направлением мировой экономики. Существует множество видов водородного топлива. В основном это использование различных видов спирта, природного газа, продуктов переработки сточных вод и газификации угля. Но лучшим выступает водород. Основным принципом действия водородного топлива является преобразование непосредственно самого топливного элемента вместе с кислородом, выступающего в форме своеобразного окислителя.

Первые этапы развития водорода как энергетического топлива

 

Первые идеи использования топлива в энергетике появились еще в конце 19 века. А уже в тридцатые годы 20 века появились первые теоретические формулировки и лабораторные образцы топливного элемента. Он был разработан немецким исследователем Брауэром и содержал твердый электролит с непосредственно прямым анодным окислением угля. А вот мировую известность получили исследования ученого советского союза Оганеса Давтяна. Результаты своих исследований он опубликовал в сороковых годах 20 века в научной работе, ознакомиться с которой получили возможность многие страны.

Низкотемпературные кислородно-водородные топливные элементы были разработаны в США. Первая кислородно-водная установка была создана в Англии в 1958 году. Начиная с этого времени, разработки водородного топлива велись во многих развитых странах. Достигалось много успехов, но лидером разработок и исследований оставался Советский Союз. Но не отставали Соединенные Штаты, Япония, Германия, Канада.

В семидесятые годы 20 века интерес к данному вопросу пропал и начал восстанавливаться только в девяностых годах. В это время активно занимаются разработками различных проектов электрических станций, работающих на топливных элементах. Таким образом, активно исследуются двигатели, работающие на основе топливных элементов и имеющие большую мощность. Соответственно большое внимание уделялось и разработке водородных двигателей, в которых могли использоваться как стационарные топливные элементы, так и передвижные и портативные.

 

Типы двигателей с водородными топливными элементами

 

Водородные двигатели в зависимости от принципа действия подразделяются на два вида: двигатель с топливными элементами и двигатель внутреннего сгорания на водороде. Двигатели второго вида очень похожи на широко используемые сейчас двигатели внутреннего сгорания на пропане. Их принцип действия одинаков, и если будет желание перейти с использования пропана на водород, то для этого необходимо будет просто перенастроить двигатель. Это подтверждает наличие уже существующего большого количества научных образцов двигателя внутреннего сгорания на водороде.

Двигатели первого типа в свою очередь имеют очень высокую цену и при этом низкую удельную мощность. Высокая цена обеспечивается за счет содержания в конструкции палладия и платины, а низкая удельная мощность обеспечивается тем фактором, что даже при незначительной мощности они имеют большой вес. Из-за высокой стоимости данные двигатели используются только на космических кораблях и подводных лодках. Если их использовать в обычных автомобилях, то цена этих автомобилей будет приравниваться к цене того космического корабля. Данная проблема еще не решена современной наукой, но уже делаются успешные шаги к снижению в будущем стоимости двигателей с топливными элементами.

 

Современное развитие и применение водородного топлива

 

В конце 20 века в США был принят закон о национальной энергетической стратегии. В этом законно министерством энергетики определялась приоритетность развития и технологий водородной энергетики. Также был принят план, в котором указывались направления и рекомендации по разработке новых видов топливных элементов, благодаря которым и будет развиваться сама водородная энергетика. На основе этих рекомендация были созданы и уже используются следующие виды топливных элементов:

– AFC (щелочной);

– DAFC (прямой алкогольный или прямой метанольный);

– PAFC (фосфорнокислый);

– PEFC (твердополимерный);

– MCFC (расплавкарбонатный);

– SOFC (твердооксидный).

Кроме соответствия основной принятой программе, Соединенные Штаты разрабатывает и принимают участие в целом ряде различных проектов, связанных с водородной энергетикой. Например, активно проходит реализация проекта Vision XXI, которая отвечает за создание новых ультрачистых электростанций уже 21 века и всех необходимых технологий. Кроме этого, на все новые программы и исследования США тратит огромное количество финансовых ресурсов.

Также данному вопросу большое внимание уделяется и другими странами. Например, Китай активно внедряет новые топливные установки на основе водорода в собственные электроэнергетические системы. В свою очередь Япония решает вопрос внедрения новых энергетических технологий со стороны создания дополнительных рабочих мест. До 2010 года было создано около 180 тысяч. А такие европейские страны как Норвегия, Великобритания, Франция, Германия, Италия и др. кроме введения новых электростанций на топливных элементах стремятся выпускать новые автомобили на топливных элементах. Так в 2010 году на дорогах Великобритании появилось около 10% всех автомобилей новых автомобилей, принцип работы которых основывается на топливных элементах.

 


Добавить комментарий