Найден способ получать водород из воды без затрат электроэнергии. Электричество из водорода
Как получить электричество из водорода
Экологически чистое производство электричества из полученных электролитически водорода и кислорода - перспективная технология производства электроэнергии. Вы можете убедиться в этом самостоятельно, построив дома электролизную мини-электростанцию.
Шаг 1: Изготовьте электроды
Возьмите тонкую платиновую проволоку и отрежьте от неё два куска по 15 сантиметров длиной. Плотно обмотайте первый отрезок проволоки вокруг толстого гвоздя так, чтобы получилась спираль (оставьте ненамотанным конец проволоки длиной примерно 2-3 сантиметра). Снимите спираль с гвоздя. Повторите то же самое для второго отрезка проволоки. Эти две спирали будут служить электродами. ПодcказкаВ качестве электродов следует использовать платиновую проволоку, либо никелевую проволоку с платиновым покрытием.
Шаг 2: Соедините провода
Возьмите четыре коротких провода и зачистите их концы от изоляции. Затем скрутите конец первого провода с концом второго и с прямым (незакрученным в спираль) участком проволочной спирали. После этого повторите операцию для оставшейся спирали - скрутите её свободный конец с концами третьего и четвёртого проводов.
Шаг 3: Закрепите электроды
На деревянной палочке от мороженого закрепите электроды изолентой рядом друг с другом так, чтобы под изолентой располагались скрутки проводов с электродами, а сами спирали электродов не были закрыты изолентой.
Шаг 4: Подготовьте стакан
Поместите палочку с закреплёнными на ней проводами сверху стакана с водой так, чтобы спирали электродов были погружены в воду. Приклейте концы палочки к краям стакана небольшими кусками изоленты. Убедитесь, что в воду погружены только спирали, скрутки проводов должны находиться вне воды.
Шаг 5: Подсоедините вольтметр
Подсоедините один провод от первой спирали и один - от второй к вольтметру. Вольтметр при этом должен показывать нулевое напряжение. ПодcказкаИногда вольтметр может показывать ненулевое напряжение, например .01 В.
Шаг 6: Подсоедините батарейку
Подсоедините 9-вольтовую батарейку к оставшимся концам провода на несколько секунд. Вы увидите, что на поверхности электродов, погружённых в воду, начали выделяться пузырьки газа. Это явление называется электролизом. На одном электроде при этом выделяется водород, а на другом - кислород.
Шаг 7: Отсоедините батарейку
Отсоедините батарейку. Вы увидите, что вольтметр всё ещё показывает некоторое напряжение. Это платина электродов заставляет свободный кислород реагировать с водородом (с образованием воды), при этом выделяется электричество, достаточное даже для того, чтобы запитать какие-нибудь низковольтные электрические устройства. ФактВ процессе получения такой электроэнергии не образуется никаких экологически вредных отходов, ведь всё, что получается в итоге - это вода и водяной пар.
showsteps.ru
Как получить электричество из воды
Сотрудники Университета Альберты нашли принципиально новый способ получения электроэнергии из воды. Первый прототип электрокинетической батареи выдал 1 миллиампер электричества с напряжением около 10 В этого было достаточно, чтобы зажечь светодиод.
В изобретении используется эффект разделения зарядов. Имеет место феномен, называемый, двойным электрическим слоем, когда ионы воды текут по каналу диаметром в 10 микрон с непроводящими стенками, на одном конце элемента питания возникает положительный заряд, на другом отрицательный.
В прототипе наличествовало около 400-500 тысяч раздельных каналов.
Профессор Костюк полагает, что в будущем такие водяные батарейки можно будет использовать в качестве элементов питания для смартфонов и КПК.
Ничего нет невозможного. Казалось, две разные вещи, две различных ипостаси - электричество и вода, практически антагонисты, но возможно получение электрической энергии и таким образом. Для этого вам понадобятся два металла, что образуют анод катод, один из них нужно воткнуть в дерево, а другой в почву.
Новая технология получения электричества из обычной воды
Недавно компания Tata Group подписала договор о сотрудничестве с Даниэлем Носера, ученым Массачусетского технологического института и по совместительству основателем компании SunCatalytix. Предметом их соглашения стала разработанная ученым технология получения электричества из обычной воды. Хотя аспекты их сотрудничества пока не разглашаются, уже сейчас ясно, что новая технология получения энергии позволит обеспечить электричеством более трех миллиардов человек по всему миру! Более того, заявляется, что технология Даниэля Носера позволяет вырабатывать энергию эффективнее, чем с помощью солнечных батарей.
Носера и его команда недавно обнаружили, что помещенные в сосуд с водой искусственный кобальт и покрытая фосфатом кремниевая пластина порождают электричество. Как и в фотосинтезе, этот процесс возникает из-за «выбивания» под действием солнечного света водорода из молекулы воды . Все секреты нового способа выработки электричества пока не раскрываются, но уже сейчас доказано, что технология позволяет получить из 1,5 литра достаточно электроэнергии, чтобы обеспечить ею небольшой дом, а целый бассейн воды, в котором она будет обновляться один раз в день, выработает столько элекроэнергии, что её хватит для запуска завода!
Несмотря на то, что работы пока находятся на этапе тестирования, команда Tata Group и Даниэля Носера уже предвидит, сколько миллиардов людей они смогут обеспечить электроэнергией. Правда, с оговоркой, что районы, которые особенно ощущают дефицит электричества, чаще всего ощущают и дефицит необходимой для их технологии воды. Объединившись в одну команду всего полтора месяца назад, Tata Group и Даниэль Носера уже задались вопросом, как, основываясь на их открытии, реализовать выработку электричества, используя вместо воды землю.
Как получить электричество из водорода
Экологически чистое производство электричества из полученных электролитически водорода и кислорода - перспективная технология производства электроэнергии. Вы можете убедиться в этом самостоятельно, построив дома электролизную мини-электростанцию.
Шаг 1: Изготовьте электроды
Возьмите тонкую платиновую проволоку и отрежьте от неё два куска по 15 сантиметров длиной. Плотно обмотайте первый отрезок проволоки вокруг толстого гвоздя так, чтобы получилась спираль . Снимите спираль с гвоздя. Повторите то же самое для второго отрезка проволоки. Эти две спирали будут служить электродами.
В качестве электродов следует использовать платиновую проволоку, либо никелевую проволоку с платиновым покрытием.
Шаг 2: Соедините провода
Возьмите четыре коротких провода и зачистите их концы от изоляции. Затем скрутите конец первого провода с концом второго и с прямым участком проволочной спирали. После этого повторите операцию для оставшейся спирали - скрутите её свободный конец с концами третьего и четвёртого проводов.
Шаг 3: Закрепите электроды
На деревянной палочке от мороженого закрепите электроды изолентой рядом друг с другом так, чтобы под изолентой располагались скрутки проводов с электродами, а сами спирали электродов не были закрыты изолентой.
Шаг 4: Подготовьте стакан
Поместите палочку с закреплёнными на ней проводами сверху стакана с водой так, чтобы спирали электродов были погружены в воду. Приклейте концы палочки к краям стакана небольшими кусками изоленты. Убедитесь, что в воду погружены только спирали, скрутки проводов должны находиться вне воды.
Шаг 5: Подсоедините вольтметр
Подсоедините один провод от первой спирали и один - от второй к вольтметру. Вольтметр при этом должен показывать нулевое напряжение.
Иногда вольтметр может показывать ненулевое напряжение, например .01 В.
Шаг 6: Подсоедините батарейку
Подсоедините 9-вольтовую батарейку к оставшимся концам провода на несколько секунд. Вы увидите, что на поверхности электродов, погружённых в воду, начали выделяться пузырьки газа. Это явление называется электролизом. На одном электроде при этом выделяется водород, а на другом - кислород.
Шаг 7: Отсоедините батарейку
Отсоедините батарейку. Вы увидите, что вольтметр всё ещё показывает некоторое напряжение. Это платина электродов заставляет свободный кислород реагировать с водородом , при этом выделяется электричество, достаточное даже для того, чтобы запитать какие-нибудь низковольтные электрические устройства.
В процессе получения такой электроэнергии не образуется никаких экологически вредных отходов, ведь всё, что получается в итоге - это вода и водяной пар.
Источники: www.membrana.ru, electro-montazh.postroyforum.ru, itw66.ru, showsteps.ru, www.1958ypa.ru
Как визуально скрыть недостатки лица
Мало кого природа наделила безупречными чертами. Еще меньше тех, кто не хотел бы в своей внешности что-нибудь исправить. Если Вы не ...
Аллея сфинксов в Луксоре
Власти Египта решили возродить для туристов известную на весь мир Аллею сфинксов, которая соединяет два храма – Луксор и Карнак. Впервые ...
Последние изобретения
Вентилятор без лопастей Air Multiplier использует оригинальную конструкцию для того, чтобы перемешивать воздушные потоки, без необходимости встраивания лопастей в конструкцию устройства. ...
Мировое правительство
Самое верное доказательство существования тайного мирового правительства – это люди, общество, телевидение. Их задача: незаметно навязать и внушить, ослепить народ, сделать ...
Призраки дома Винчестеров
Еще одно таинственное место – дом Винчестеров – находится в Калифорнии. Эта огромная усадьба, расположенная в Сан-Хосе насчитывает порядка 160 комнат ...
Исследования Марса в конце XX века
Вторая половина XX века была наполнена романтическими устремлениями, включающими в себя и надежду на скорый полет к Красной планете. И хотя технических ...
Самые редкие цветы в мире
Красивые цветы становятся ещё более драгоценными, когда они редкие, или подвергаются опасностью вымирания. Представленные в этой теме цветы Вы не ...
Курортный город Сиде
Этот небольшой курортный турецкий городок расположился в 75 км от самого популярного и посещаемого туристами со всех стран мира курорта - ...
Город Ур
В северо-западной части Персидского залива расположена Месопотамия. Эта местность представляет собой низменность между реками Тигр и Евфрат, в которой тысячелетия ...
Современный паровой автомобиль
Прибытие в Москву американского легкового парового автомобиля „Добль, испытанного в мае 1935 г. в дорожных условиях на пересеченной местности и показавшего ...
Оборудование самолета Су - 25СМ
Первые модернизированные штурмовики Су-25СМ поступили на вооружение российских Военно-воздушных сил, сообщил в четверг помощник главнокомандующего ВВС России полковник Александр ...
Легенда о Шамбале
Возникает вопрос: существовал ли какой-то практический интерес в поисках Шамбалы, или данный вопрос лежит исключительно в духовной плоскости? Оказывается, легенда о ...
www.objectiv-x.ru
Разработан новый метод генерации электричества из воды
Учёные с помощью солнечного света смогли превратить морскую воду (h3O) в перекись водорода (h3O2), которую можно использовать в топливных элементах для выработки электроэнергии. Это первый способ производства перекиси водорода на основе фотохимического катализа, который показал достаточно высокую эффективность, обеспечивая возможность широкомасштабного использования Н2О2 в топливных элементах.
Учёные Университета Осаки под руководством Шуничи Фукузуми опубликовали в последнем выпуске журнала Nature Communications научную статью (Seawater usable for production and consumption of hydrogen peroxide as a solar fuel) о предложенном ими фотокаталитическом методе производства перекиси водорода.
«Самый избыточный на планете ресурс, морская вода, используется для получения топлива в виде перекиси водорода», - сказал Фукузуми.
Самое большое преимущество жидкой перекиси водорода (h3O2), используемой вместо газообразного водорода (h3), который сегодня применяется в большинстве топливных элементов, в том, что жидкость с высокой плотностью гораздо легче хранить. Как правило, газообразный водород необходимо предварительно сжимать, а в некоторых случаях охлаждать до жидкого состояния при криогенных температурах. В отличие от такого подхода, жидкую перекись высокой плотности гораздо удобней и безопасней хранить и транспортировать.
Читайте также: Теперь 35%: новый рекорд эффективности солнечных батарей поставили австралийские ученые
Проблема заключается в том, что до сих пор не было разработано эффективного фотокаталитического способа получения жидкой перекиси. Существуют способы получения Н2О2 без использования солнечного света, но они требуют столько энергии, что теряется всякий смысл их практического использования.
Учёные разработали новую фотоэлектрохимическую ячейку на основе солнечного фотоэлемента, которая производит перекись водорода. Когда солнечный свет падает на фотокатализатор, тот начинает поглощать фотоны и использует их энергию для инициирования химических реакций (окисление морской воды и уменьшение содержания кислорода), которые в итоге производят перекись водорода.
После воздействия света на ячейку в течение 24 часов концентрация перекиси в морской воде составила около 48 миллимолей, что значительно превышает значения, полученные в предыдущих экспериментах в чистой воде, около 2 миллимолей. Исследуя причину такого большого различия, исследователи обнаружили, что отрицательно заряженный хлор в морской воде значительно усиливает процесс фотохимического катализа, обеспечивая получение более высокой концентрации перекиси.
Читайте также: Новый катализатор позволит использовать водород как накопитель солнечной и ветровой энергии
В целом, система имеет КПД преобразования солнечной энергии в электричество 0,28 процентов. Фотокаталитическое производство перекиси из морской воды имеет КПД 0,55 процентов, а КПД топливного элемента около 50 процентов.
Хотя общая эффективность выгодно отличается от других преобразователей солнечного света в электроэнергию, она по-прежнему значительно ниже, чем производительность обычных солнечных элементов. Исследователи ожидают, что производительность можно будет повысить в будущем за счёт использования в фотоэлектрохимических ячейках новых материалов. Они также планируют найти способы снижения себестоимости производства.
«В будущем мы планируем разработать способ крупномасштабного производства Н2О2 из морской воды с низкой себестоимостью, - сказал Фукузуми. - Он сможет заменить нынешний дорогостоящий способ производства перекиси из водорода и кислорода».
Источник: gearmix.ru
Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!
Loading...
ecotechnica.com.ua
Найден способ получать водород из воды без затрат электроэнергии
Учёные создали краску, которая выделяет чистый водород из атмосферной влаги. Этот материал может позволить получать водородное топливо везде, где есть солнечный свет и влажный воздух.
Водородное топливо — отличная альтернатива углеводородному: при сжигании чистого водорода образуется только энергия и вода, и никаких вредных продуктов. Но быстро перейти на водородное топливо мешают сложности с его получением. В отличие от углеводородов, щедро разбросанных под землёй по всей планете, водород нельзя извлекать из недр: в чистом виде его нет нигде на планете. Получают его либо из углеводородов, либо из воды.
Получение водорода из углеводородов — это в основном конверсия метана, то есть очищенного природного газа. Получается, что для производства «чистого» топлива нужно запустить не самый экологичный технологический процесс, в качестве побочного продукта дающий крайне вредный угарный газ.
Выделение водорода из воды — более экологичный процесс, но для него нужна электроэнергия, большую часть которой во всём мире по‑прежнему получают, сжигая уголь, нефть и природный газ и выбрасывая в атмосферу множество загрязнителей.
Исследователи из Королевского мельбурнского исследовательского университета (Австралия), Массачусетского технологического института и Кембриджа нашли способ получать водород из воды без затрат электроэнергии. Реакция отщепления водорода от кислорода в молекуле воды запускается под действием солнечного света в присутствии фотокатализатора.
В качестве фотокатализатора учёные использовали сульфид молибдена — аморфную субстанцию с общей формулой MoSx, отлично впитывающую водяной пар из воздуха, а на солнце запускающую процесс разложения воды с образованием свободного водорода. Добавив к сульфиду молибдена порошок наночастиц диоксида титана, учёные получили род чернил, которые легко наносятся на любые поверхности — например, на стекло и пластик, — и образуют прочную плёнку. Покрыв такой плёнкой любую открытую солнечным лучам поверхность, можно получать водород из насыщенного влагой воздуха где угодно, утверждают авторы исследования.
Исследование опубликовано в журнале ACS Nano.
www.popmech.ru
Новое устройство одновременно производит электроэнергию и водород
Традиционные водородные топливные элементы и ионисторы обладают двумя электродами — положительным и отрицательным. Однако ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) создали систему, которая использует третий электрод. Он одновременно выполняет роль ионистора для хранения энергии и прибора для проведения электролиза воды, который разлагает воду на кислород и водород.
Все три электрода подсоединены к единому фотоэлементу, который обеспечивает систему энергией. Как отмечает Science Daily, полученное от солнца электричество можно в результате хранить двумя способами: электрохимическим методом в ионисторе или химическим методом в форме водорода.
Руководитель исследования, профессор химии, биохимии, материаловедения и инженерии UCLA Ричард Канер считает открытие революционным: «Соединение ионистора и технологии электролиза воды в одном устройстве сопоставимо с созданием первого смартфона, в которое одновременно были встроены веб-браузер, камера и функция звонка».
Два главных преимущества разработки — это дешевизна и экологичность, считают американские химики. Разработанный учеными прибор производит водород, используя никель, железо и кобальт. Традиционные системы выработки водородного топлива чаще применяют более дорогие и редкие металлы, например, платину. «Наша технология позволит радикально снизить стоимость водородных автомобилей», — уверен Канер.
Кроме того, 95% существующих систем получения водорода используют ископаемое горючее, которое производит большое количество выбросов CO2. Новая разработка не использует ископаемое топливо и не загрязняет воздух.
Ученые считают, что технология может быть полезна жителям сельской местности или военным, так как она позволяет одновременно производить электроэнергию и топливо. Также система подойдет для энергосетей в крупных городах, которые накапливают излишки электроэнергии. «Если преобразовать электричество в водород, то его можно хранить бессрочно», — отметил Канер.
hightech.fm
водород или электричество, кто кого?
Экология потребления.Мотор: За кем из них будущее, за водородом или электричеством, мы и попытаемся сегодня разобраться.
Читаешь новости и понимаешь – сегодня мы свидетели революционных изменений в автомобильной индустрии. Наступает время «зелёного» транспорта – дружелюбного к природе и людям. Производители все чаще анонсируют новые модели, которым не нужен бензин или дизельное топливо. Тренды будущего – водород и электричество. Автомобили олицетворяющие будущее сегодня – водородомобиль Toyota Mirai и электрокар Tesla.
За кем из них будущее, за водородом или электричеством, мы и попытаемся сегодня разобраться.
Выбросы в атмосферу
Первая цель всей этой трансформации сделать воздух наших городов чище. Ещё бы, личный транспорт один из основных источников выбросов. Если «озеленить» хотя бы только легковые машины, воздух стал бы существенно чище. Правительства многих стран подталкивают автопроизводителей делать свои автомобили менее вредными для окружающей среды. Традиционные автомобили на бензине и дизельном топливе уже с трудом соответствуют все новым и новым экологическим нормам. Череда скандалов с занижением показателей вредных выбросов, так называемый «дизельгейт», только подтверждает, что для производства безвредного автомобиля нужно переходить на другие технологии. В данном случае водород и электричество. Как это делают, например, один из крупнейших автопроизводителей в мире японская – Toyota и ещё не так давно небольшой стартап из Калифорнии – Tesla Motors.
Mirai позволяет сливать воду на дорогу в любое выбранное вами времяАвтомобиль на водородных топливных элементах Mirai от компании Toyota не загрязняет атмосферу никакими вредными выбросами. Вместо дыма из выхлопной трубы автомобиль просто сливает образовавшуюся в процессе соединения кислорода и водорода воду на дорогу. Электрокары от Tesla, седан Model S, кроссовер Model X и бюджетник Model 3, по определению не имеют вредных выбросов в атмосферу. Здесь автомобили идут на равных.
Toyota – 1:1– Tesla
Экологичность «топлива»
Но если после появления «зелёных» автомобилей воздух наших городов станет чище, то о природе в целом этого сказать ещё нельзя. И начнём с водородных авто.
Водород, конечно, самый распространённый элемент во Вселенной. Вот только видел ли кто его на нашей планете в больших объёмах? В виде полезных ресурсов – как например природный газ, нефть или азот из которого в большей части состоит наша атмосфера? Нет. Ближайшее место, где водород есть в больших объёмах это Юпитер. Но добывать его там, даже через сто лет мы точно не сможем.
Есть вода. Посредством электролиза водород добывают из неё. Но для этого требуется электричество. Причём в больших количествах. А электричество получают путём сжигания того самого ископаемого топлива – угля, нефти (мазута), природного газа, а это к слову сказать 67 % всего электричества в мире. В результате природа получает свою долю вредных выбросов не от автомобиля, а ещё ранее в процессе выработки электричества. Есть, конечно, гидроэлектростанции и атомные электростанции, но они занимают только определённую долю в производстве электроэнергии.
Другой способ получения водорода - из углеводородного сырья (например, метана) ещё более вреден для природы. В этом случае для получения 1 тонны водородного топлива в атмосферу придётся выбросить от 10 до 30 тонн «парникового» CO2 (двуокиси углерода).
В конечном случае все снова сводится к использованию не возобновляемого природного сырья, которое просто сгорает не в двигателе внутреннего сгорания автомобиля, а на электростанции. Но инженерам Toyota есть что ответить.
Водород предлагается получать из отходов жизнедеятельности человека и животных. Правда при более внимательном рассмотрении выясняется, что речь идёт об усовершенствованной технологии получения так называемого биогаза. Усовершенствовали её, или во всяком случае заявили об этом, путём продления технологической цепочки. Если раньше конечным продуктом был метан, то теперь это – водород. Какие побочные вещества выделяются в атмосферу при получении водорода h3 из метана Ch5, смотрите выше.
Другой способ – получение электричества для электролиза от возобновляемых источников – энергии Солнца, ветра и приливов. Правда, действующий водородной заправки с солнечными батареями в Toyota пока ещё не показали. В отличие от той же Tesla.
Сеть «Суперзаправок» от Тесла питает автомобили, как уверяют в компании, в основном от солнечных батарей. И только это, и сама концепция транспортной инфраструктуры будущего, где автомобили питаются от Солнца, не требуя ископаемого топлива, позволяет говорить, что здесь Tesla впереди.
Toyota – 1:2– Tesla
Дальность хода
А вот количество километров которые можно пройти на одной заправке у Mirai больше. Что не удивительно, водород имеет высокую энергоёмкость. Toyota Mirai производит в своих топливных ячейках 114 кВт ⋅ч электроэнергии. Энергоёмкость литиевых батарей Tesla Model S – 60 кВт⋅ч и 85 кВт⋅ч. В результате Model S на полной батарее может проехать только 434 километра на аккумуляторе ёмкостью 85 кВт⋅ч и 335 километров при 60 кВт⋅ч. Тогда как Mirai отвезёт своего владельца на одной заправке 502 километра. Toyota Mirai сравнивает счет.
Toyota – 2:2– Tesla
Скорость заправки
Считается, что именно невозможность быстро перезарядить аккумуляторные батареи и была решающим аргументом в выборе Toyota заниматься именно водородным транспортом. На заправку Mirai её владелец потратит всего три минуты. А вот с Tesla все не так просто.
Есть два варианта «заправки» - автоматическая замена батареи, на неё уйдёт около полутора минут, и стандартная зарядка аккумулятора. Причём в первом случае владельцу электрокара придётся заплатить примерно 60-80 долларов. А вот зарядка батареи на зарядочной станции для Model S будет бесплатной. Чтобы зарядить аккумулятор на половину его ёмкости потребуется всего 20 минут, а до 80 % уже все 40. А вот владельцам бюджетной Model 3 придётся раскошелится – для них зарядка аккумуляторов будет платная. Вырывается вперёд Toyota Mirai.
Toyota – 3:2– Tesla
Инфраструктура
Чтобы экологически чистые автомобили покупал, мало их только рекламировать. Первое с чем столкнётся потребитель купивший «зелёный» автомобиль – это отсутствие заправок. Особенно мало водородных. Mirai уже продается в Японии и США. Отправлены первые машины и в Евросоюз. Пока среди стран Европы, где продаются водородные автомобили только Германия, Дания и Великобритания. Больше всех заправочных станций среди европейских стран было в Германии – восемнадцать, далее Дания – семь и Великобритания, там их пока ещё четыре. К концу прошлого года германская сеть должна была быть расширена до 50 станций, а к 2023 году будет равняться четырем сотням. В Японии прошлый год должен был закрыться 80 заправками, а в штатах 30. Новых цифр пока не сообщалось.
А вот Tesla оперирует совсем другими цифрами. На сегодняшний день в мире построено 646 заправочных станций Supercharger. Из них в США – 270. Плотно охвачены заправками оба побережья и магистральные пути «Coast to Coast». Проехать от побережья Тихого океана к Атлантическому на электрокаре не составляет труда. В Северной Америке заправки есть и в Канаде и Мексике. Европа не отстает – 231 заправочная станция, преимущественно в Северной Европе, Великобритании, Швейцарии и Германии. Но и в остальных странах сеть быстро расширяется, Франция, Италия, Хорватия тоже уже имеют достаточно широкую сеть заправок.
В Азии, а это только Тихоокеанский регион заправочных станций 126. И это только Китай, в основном юго-восток страны и Япония. Восемь заправок построено в Австралии, в штатах Виктория и Новый южный Уэллс. На Ближнем Востоке только одна страна может похвастаться наличием зарядочных станций, это Иордания – здесь их три.
Не стоит забывать, что зарядить Теслу можно и на обычных электрических зарядных станциях которых тоже уже достаточно много. Можно зарядить электромобиль и дома.
Сеть станций Supercharger в США
Водородный автомобиль, казалось бы дома не зарядишь. Но нет. И если Toyota пока для этого ничего не придумала, то есть Honda которая также занимается водородным транспортом. Так как мы говорим не только о Toyota Mirai но и водородных автомобилях в целом то скажем и о ней. Водородный автомобиль Honda FCV будет доступен покупателям уже с этого года. Зарядить его можно будет и дома. Для этого предусмотрена специальная домашняя система которая получает водородное топливо из природного газа.
Но тем не менее Tesla в этом плане пока удобнее.
Toyota – 3:3– Tesla
Команды поддержки
Не стоит забывать, Тесла и Тойота не единственные кто участвует в зелёной транспортной революции. Но сказать, что мировые производители жестко разделились на два лагеря нельзя. Многие присутствуют и там и там. Кроме Toyota делают ставку на водород Honda и Nissan, корейская Hyundai, немецкие Daimler, BMW и Volkswagen. Водородная Honda FCX, как уже говорилось, пойдёт в серию в текущем году. Свои концепты автомобилей на водородных топливных ячейках демонстрировали и другие производители. Но в отличие от двух японских компаний остальные предпочитают инвестировать в развитие сети водородных заправок, и пока не спешат запускать в серию свои концепты.
В стане производителей электромобилей кроме Tesla производители автомобилей со всех континентов – GM,Volvo, Nissan и другие. Учитывая более широкую сеть зарядок запускать в серию электрокары можно с меньшим риском. Тот же Hyundai, не покидая лагеря водородников, в марте текущего года представил электрический хэтчбек IONIQ. Новые серийные электромобили появляются все чаще. В конце года пойдет в серию Chevrolet Bolt EV. BMW выпускает свой ситикар i3 уже с 2013 года, а в этом году должен появится и i1. Не стоит забывать и об электрической версии кроссовера RAV4, разрабатывавшегося когда-то Toyota совместно с Tesla, может быть она и вернётся к электрокарам в целях диверсификации.
Добавим сюда и «новые» автомобильные компании Apple с проектом «Titan» и LeECO представившую в апреле концепт своего первого электрокара LeSEE – их автомобили электрические. Но учитывая «вес» автопроизводителей с той и другой стороны, а так же то, что некоторые делают ставку на оба вида «топлива» здесь приоритет кому-либо отдавать рано.
Toyota – 3:3– Tesla
Цена
И наконец, цена экологического вопроса. Стоимость Toyota Mirai составляет 58 325 долларов в США и 66 000 евро в ЕС, совсем недешево, и сравнимо с автомобилями класса «премиум». Tesla Model S в США продается по цене от 62 400 до 85 900 долларов в зависимости от комплектации. В Европе от 54 720 до 73 000 евро. Ожидаемая цена Model 3 – $35 000 долларов.
Вот только отражает ли эта цена реальную стоимость автомобиля, как того так и другого? Tesla в убытках уже 11 кварталов подряд. За прошлый год убыток – 889 миллионов долларов. На каждый седан Model S приходится 4 000 долларов убытка.
Mirai не менее убыточен, в прессе озвучивалось что потери Toyota на одном автомобиле достигают 100 000 евро. Не удивительно, что электромобили уже давно ездят по дорогам, а водородные автомобили только сейчас выходят в серию.
Экологичность требует усложнения конструкции. В отношении Mirai это особенно точно. По сути, водородный автомобиль от Toyota тот же самый электрокар. Его двигатель не использует водород напрямую. Mirai приводится в движение электродвигателем. Необходимое ему электричество вырабатывается в блоке водородных топливных элементов. Помимо этого питает автомобиль и никель-металлгидридная аккумуляторная батарея, она подпитывается при рекуперативном торможении. Сам водород хранится под днищем Toyota в углепластиковых баках под давлением 680 атмосфер. Чтобы доказать их безопасность и прочность в компании даже расстреливали баки из крупно- и малокалиберного оружия. Даже на первый взгляд видно, что такой автомобиль дешевым быть не может. Во всяком случае, в ближайшем будущем.
Toyota – 3:4– Tesla
Общий итог
На сегодняшний день итог, кажется, очевиден, электромобили дешевле, или по крайне мере менее убыточны для производителя, инфраструктура более развита, да и с топливом проблем нет. Радужное будущее от Tesla тем более впечатляет – создать мир, где все автомобили будут ездить на солнечном электричестве, вырабатываемом на станциях зарядки и притом, что оно будет бесплатным для владельцев автомобилей, очень и очень заманчиво. Но сбудется ли?
Автомобили на водородных топливных элементах очень сложны. Водород в чистом виде эффективно получать пока не откуда. Но все же мы видели множество примеров когда самые казалось бы нерешаемые технические проблемы решались. Возможно, так будет и с водородным транспортом.
Итог: Toyota – 3:4– Tesla
В то же время, может быть через некоторое время мы увидим на дорогах водородно-электрические гибриды. Ведь был уже гибридный Audi A7 Sportback h-tron Quattro, совмещавший в себе литиевые батареи и водородные топливные элементы. Подобный концепт был и у Volvo которая модернизировала свой электромобиль Volvo C30 DRIVe, оснастив его водородными топливными элементами.
Такая гибридизация позволяет в необходимых случаях увеличить запас хода автомобиля и время зарядки, и тем самым компенсировать негативные стороны электроавтомобилей. Собрались в дальнюю поездку заполняете баки водородом, катаетесь по городу – используете электричество аккумуляторных батарей. Так может быть, в итоге все закончится компромиссом.опубликовано econet.ru
P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet
econet.ru
есть ли шанс у автомобилей на водороде? / Slon.ru
В зените лета японская автомобилестроительная компания Toyota анонсировала дату начала продаж своего первого серийного седана FCV на водородных топливных элементах: он выйдет на рынок в апреле 2015 года. Заявленные возможности нового водородного электромобиля впечатляют: зарядка за 3–5 минут, пробег 700 км с одной заправки, устойчивый запуск и работа при минус 30º.
Это стало возможным за счет того, что машина сама вырабатывает электричество из водорода и кислорода в специальных элементах, именуемых топливными энергетическими ячейками. В них происходит реакция соединения водорода и кислорода с образованием одного-единственного продукта – воды. Кроме этого, выделяется тепло, которое так нужно пассажирам в осенне-зимний период. Полученное электричество частично поступает в электродвигатели напрямую, частично – запасается в батареях. Вот такая электростанция на колесах.
Итак, от обычного электромобиля FCV отличается тем, что сам производит электроэнергию, а от привычного уже гибрида с двигателем внутреннего сгорания – отсутствием этого двигателя, неизбежных выхлопов СО2 и других малоприятных газов. Зато водородные заправки, по сути, – это вариант уже апробированных заправок сжатым природным газом, возможность легко переключиться на новый продукт.
Футуристический дизайн нового авто вполне соответствует его внутренней начинке
Вот здесь и заключается главная интрига: водород – это не исходный продукт, как природный метан, добываемый из земных недр или получаемый в ходе биологических процессов. Это газ химически активный и присутствующий вокруг нас в виде разнообразных соединений, то есть, по сути, промежуточный носитель энергии. Если водородные машины станут популярны, кто еще сможет заработать на этом тренде, кроме их производителей?
Двигатели звезд
Водород – самый простой атом в природе. Чего уж проще – один протон в центре и один электрон на орбите вокруг него. Это и самый распространенный элемент в нашей Вселенной, на его долю приходится около 89% всей материи. Это он «горит» в звездах, превращаясь в гелий.
На нашей планете мы встречаем его в виде различных соединений, например в виде воды, h3O: два атома водорода и один кислорода. Еще одно очень распространенное вещество, природный газ метан, содержит один атом углерода и целых четыре – водорода. Вот вам и два основных способа получения водорода в промышленных масштабах: разбить атом воды или оторвать углерод от молекулы метана.
Самый простой технически способ – это разложение воды электрическим током, известный как электролиз. Постоянный ток течет через воду, и на одном электроде выделяется водород, на другом – кислород. Продукт получается высокой чистоты. Побочный продукт, кислород, также является важным сырьем не только для техники, но и для экологии – в процессах очистки загрязненных вод. Есть еще один – так называемая «тяжелая вода», которая нужна для атомной энергетики, а в перспективе – для термоядерной.
Второй путь – так называемая паровая конверсия метана (ПКМ). Процесс двухступенчатый: сначала при температуре 750–850º градусов на каталитической основе происходит разложение метана в присутствии водяного пара, а затем создается углекислый газ СО2 и водород. Газы разделяются, и водород поставляется потребителям, а вот парниковый СО2 сбрасывается в атмосферу. Есть еще один нюанс – процесс надо подогревать тем же самым природным газом. И все же именно ПКМ является самым распространенным в мире процессом получения промышленного водорода.
Есть и другие промышленные способы. Например, можно использовать раскаленный кокс (разновидность каменного угля), на который выпускается перегретый водяной пар. Или можно просто нагреть воду до более чем 2500º, и тогда молекулы воды начнут распадаться на атомы (правда, в этом случае достаточно сложно предотвратить их последующую рекомбинацию). То есть получать водород мы, люди, умеем. Вопрос в цене процесса и наличии исходных материалов.
Энергетическая демократия в действии
Можно сказать абсолютно определенно: если бы не забота развитых стран о глобальной экологии, в частности стремление сократить выбросы парниковых газов, и прежде всего СО2, в водородном топливе для машин не было бы никакой нужды. На коротких расстояниях вполне эффективны и практичны электромобили на уже имеющихся батареях, для более традиционных машин уже созданы вполне эффективные ДВС. Перевод автотранспорта на природный газ еще в большей степени чистит выхлоп.
Но есть и другой резон в развитии новых автомобилестроительных технологий. Он связан с желанием использовать грандиозный мировой парк автомашин в качестве главного потребителя «зеленой» электроэнергии. Солнечная энергетика, гидро- и ветроэнергетика, в перспективе – получение электроэнергии из геотермальных источников и за счет волн и морских течений объективно снижает зависимость локального потребителя от диктата крупных топливно-энергетических корпораций, таких как «Газпром», E.on, Exxon и т.д. Локальный производитель электроэнергии, он же потребитель, становится участником свободного рынка энергии, происходит демократизация ее производства.
Однако такие поставщики имеют один недостаток – их мощности нестабильны. И в случае пасмурной безветренной погоды требуется усиленная работа традиционных электростанций, угольных, газовых, атомных. В ветреный же полдень появляется другая проблема – избыток энергии, которую хотелось бы запасти на вечер. Армады машин, которым нужно электричество, – это и есть глобальная батарея для «зеленой» энергетики.
Кому нужен водородный завод
Само собой, при избытке электроэнергии вполне оправдано производство водорода методом электролиза. И уже сейчас есть страны и регионы, где экономически выгодно развивать электрохимические комплексы: это Северная Африка, Средиземноморье, Индия, Канада, Норвегия, США. У каждой страны свои плюсы: у Норвегии много гидроресурсов, у Испании – солнца, у Дании – ветра. И по большому счету, дело идет к тому, что практически везде, где есть яркое, сильное солнце или стабильный ветер, можно будет устанавливать локальные электролизеры. То есть создание таких мини-заводов по производству сжатого водорода станет само по себе хорошим бизнесом.
Но и производители водорода из природного газа, особенно если они сами его добывают, могут тоже успеть сесть на «водородного конька». Пока им никто не мешает выбрасывать СО2 в атмосферу, но в перспективе они могут закачивать отсепарированный углекислый газ в подземные хранилища. Технология эта уже отработана, и газовики могут выбросить на рынок водород «зеленого типа». То же самое могут сделать и производители водорода коксовым методом. Иначе в водородном топливе не будет никакого смысла.
Уже сейчас скептики говорят о том, что водород как топливо вызывает массу проблем и опасностей – газ этот легко создает с воздухом взрывоопасную смесь, он обладает потрясающей проницаемостью, гораздо более высокой, чем, например, метан, и уж тем более пропан и бутан. Вся водородная техника будет стоить достаточно дорого, потому что ее невозможно «сваять на коленке». Эти машины можно будет производить только на материнских предприятиях, только руками высококвалифицированных рабочих. Машины будут требовать фирменного обслуживания и ремонта, а значит, скорее всего, вступит в силу строгое лицензирование автосервиса. Системы заправки водородом также должны быть весьма качественными. То есть это производство технологически высокоразвитых стран, богатых возобновляемыми ресурсами, внутри себя и для самих себя, чреватое нерыночной защитой от производителей извне. В отличие, например, от обычных электромобилей, которые, как и инфраструктуру для них, может производить практически кто угодно.
С другой стороны, не одними водородными топливными ячейками жив автомобильный мир будущего: на подходе топливные элементы, работающие на метане, то есть на обычном природном газе. Стоит поменять один ящик на другой, и вот уже FCV работает на газе, который может быть произведен на животноводческих и прочих фермах, добыт газовиками Сибири, Катара или Аляски. Заправиться можно будет на уже существующих газовых заправках метана высокого давления. Сегодня они заправляют машины с ДВС.
Газовые заправки могут предложить клиентам выбор
Ну и, наконец, есть вариант использования топливных элементов, работающих на метаноле, – продукте, получаемом из того же природного газа. Метанол можно залить в бак машины на любой заправке. Так что проект FCV в принципе может обеспечить плавный переход к автомобилям на электротяге, при этом газовая отрасль может даже оказаться в выигрыше.
Однако процесс этот весьма длительный. Африка, изрядная часть Азии и Южной Америки, где как раз и наблюдается основной рост автопарка сейчас, как ездили, так и будут ездить на автомобилях с ДВС, использующих жидкое топливо, – бензин, соляр, этиловый спирт. Так появятся новые линии сегрегации, раскалывающие мировой энергетический и автомобильный рынок.
republic.ru
