Юный техник, 2001 № 11
Шрифт:
Первыми и здесь опять-таки оказались японцы. Корпорация Toyota уже серийно выпускает модель Prius. Под капотом машины два двигателя — электрический и бензиновый. Специальный индикатор на приборном щитке показывает водителю, какой из двух работает в данный момент. Трогается машина на электрической тяге, но стоит ей набрать скорость, как электроника включает бензиновый двигатель. И наоборот.
Toyota уже продала в Японии более 20 тысяч таких автомобилей. На 100 км машина расходует в среднем всего 3,6 л бензина. И это при том, что мощный никелевый аккумулятор вкупе с электромотором прибавил к стандартной массе автомобиля
Пионером же гибридного автомобиля можно считать легендарного немецкого конструктора Фердинанда Порше: еще в 1900 году на Всемирной выставке в Париже он продемонстрировал машину, в которой двигатель внутреннего сгорания служил лишь генератором для четырех электромоторов, установленных непосредственно в колесных арках.
И его соотечественники не забыли об этом. Говорят, Volkswagen разрабатывает прототип машин, где двигатель внутреннего сгорания станет работать в одном и том же режиме практически все время пути. Но он не будет крутить колеса, а лишь подзаряжать аккумуляторы, питающие электромотор. Так и выхлоп получится минимальным, и автомобиль все время на ходу, не требует длительного времени на подзарядку батарей.
Электромобиль ВАЗа для перевозки пассажиров.
А фирмы Daimler-Chrysler и Ford идут своим путем. Перед ними цель — создать водородный двигатель. Принцип его таков: в машине работает миниатюрный химический завод. В результате реакции запасенного водорода и кислорода, забираемого из воздуха, получается вода, а высвобождаемая энергия дает ток для электродвигателя.
Научное обоснование такому химическому процессу было дано еще в 1839 году Уильямом Гроувом, а наиболее увлекательно волшебный двигатель описал Жюль Верн в романе о капитане Немо. Но на деле при создании такого двигателя обнаружилось немало технических проблем.
Одна из них — где и как хранить водород. Если просто в баллоне под большим давлением, значит, придется возить в машине своеобразную бомбу, которая может взорваться в любой момент. Наиболее безопасный способ — закачивать водород внутрь специальной металлической губки. Ее ячейки разделяют массу водорода и значительно уменьшают пожароопасность.
На сегодняшний день прототип реального водородного двигателя удалось создать пока только инженерам Daimler-Chrysler.
Речь идет о Necar (New Electric Саг). Эта машина мало чем внешне отличается от известной мерседесовской малолитражки A-класса, но весит на 300 кг больше стандартной модели и развивает мощность 55 кВт.
В первых разработках водородная установка занимала весь багажник, сейчас конструкторы ухитрились разместить ее под днищем. Necar-3 использовал в качестве горючего метанол, из которого выделяется водород. Necar-4 уже работает на чистом водороде, который хранится в баллоне при температуре минус 250 °C.
Вездесущие
Сколько времени понадобится инженерам, чтобы автомобиль с водородным двигателем смог на равных конкурировать с традиционным, не знает никто. К примеру, эксперты из Базельского института прогнозирования считают, что на это уйдет от 50 до 100 лет. Более оптимистичны эксперты из германской консультационной фирмы Roland Berger: по их мнению, через 20 лет в мире будет до миллиона водородных машин.
Ну, а наши конструкторы возлагают определенные надежды на использование топливных элементов.
— Самый простейший топливный элемент — химический источник тока — обычная батарейка, — пояснял мне, стоя рядом с экспериментальным автомобилем «Лада-Антэл», другой представитель ВАЗа, Николай Иванович Калачев. — Принципиальное отличие его от батарейки лишь то, что электричество генерируется в нем до тех пор, пока на анод поступает топливо, а на катод окислитель…
Основные побочные продукты при работе топливного элемента — тепло и вода. А в качестве топлива может быть использовано практически любое водородосодержащее — природный газ, метанол, даже дизельное топливо…
Кроме экологической чистоты, у топливных элементов есть еще одно преимущество — чрезвычайно высокий коэффициент полезного действия: до 75 %. Это примерно вдвое выше, чем обычно. Кроме того, топливный элемент одновременно вырабатывает еще и тепло, которое в принципе тоже может быть утилизировано. Тогда суммарный КПД системы может достигать 90–95 %. Более эффективной системы человечество пока не знает.
Однако, кроме преимуществ, топливные элементы имеют и свои недостатки. Те элементы, которые вазовцы использовали в своей разработке, раньше стояли на космическом челноке «Буран». Тот больше не летает, вот топливные элементы и пригодились. Но цены на них пока космические — до 300 тыс. долларов. Единственное, что утешает: разработчики считают, что при массовом производстве цены на них должны упасть примерно на два порядка. Правда, до тех времен надо еще дожить…
«Лада-Антэл» — перспективный автомобиль на топливных элементах.
Схема устройства топливного элемента:
1 — отрицательный заряд; 2 — катализатор; 3 — мембрана; 4 — положительный электрод.
С. НИКОЛАЕВ, спецкор «ЮТ»
Фото автора и из архива редакции
Виртуальный, виртуальный, виртуальный мир
«В век информации окружающей средой становится сама информация, и вместо реальных соседей вскоре придется общаться с информационными призраками».
Херберт Маршалл Мак-Люэн,
канадский социолог