Альтернативная энергия: что общего у электрокаров и автомобилей на водороде

В данный момент практически всех автопроизводителей «накрыла» волна борьбы за экологию. И если одни делают ставку на электромобили, то вторые пытаются развивать альтернативные технологии использования водорода как топлива. У обеих технологий множество плюсов и минусов, и мы попробуем разобраться в принципах работы этих силовых установок и определить их сильные и слабые стороны.

Начнем с электромобилей. Электродвигатель — это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую, используя при этом принцип электромагнитной индукции. Он включает в себя статор и ротор. Вращающееся магнитное поле в статоре действует на обмотку ротора и наводит в нём ток индукции, возникает вращающий момент, который приводит в движение ротор. Электроэнергия, поступающая на обмотки мотора, преобразуется в механическую энергию вращения.

Электромоторы могут быть переменного тока и постоянного тока. Также сейчас активно используются системы, способные работать и от переменного и от постоянного тока. В свою очередь, электроустановки переменного тока подразделяются на синхронные и асинхронные.

Как и у всех новых технологий, у электромоторов есть множество плюсов, среди которых стоит отметить:

 — высокий КПД — до 95 процентов;

 — компактный размер, малый вес;

 — простота использования;

 — экологичность;

 — долговечность;

 — максимальный крутящий момент доступен практически моментально;

 — охлаждение воздухом;

 — способны функционировать в режиме генератора;

 — не нужна коробка передач;

 — возможность рекуперации энергии торможения

Но, естественно, есть и свои минусы, а именно зависимость электромотора от источника энергии и долгий процесс зарядки, особенно по сравнению с заправкой автомобилей с ДВС.

Альтернативой электромобилям являются автомобили, использующие в качестве топлива водород. Он имеет, казалось бы, абсолютно другой принцип работы, хотя, в целом — автомобиль передвигается также посредством электроэнергии. И вот как это происходит. Водородный топливный элемент представляет собой специальные ячеки с мембраной, разделяющей камеры, в которых находится катод и анод.

В одну камеру из воздуха поступает кислород, в другую — сжиженный водород. И катод и Анод покрыть тонкой пленкой катализатора (чаще всего это платина), благодаря использованию которой водород вследствие химической реакции теряет электроны (отрицательно заряженные частицы), а кислород — высвобождает протоны (положительно заряженные частицы).

В итоге этих реакций, говоря простым языком, получается водяной пар и электричество. Да-да, именно электричество, которое используется электромотором. Другими словами, автомобиль на водороде, это тот же электромобиль, только использует вместо аккумуляторных батарей для питания электромотора жидкий водород.

Главными плюсами использования водородных ячеек является скорость заправки, которая по времени занимает примерно столько же времени, сколько и заправка двигателя с ДВС, и емкость, в несколько раз превышающая емкость литий-ионных батарей. Но и без минусов не обошлось — во-первых, это не развитая инфраструктура, во-вторых — очень дорогое обслуживание и крайне дорогое производство.

Как итог, абсолютно безвредными эти автомобили получается с огромной натяжкой, ведь многие не учитывают тот факт, из чего и как делаются аккумуляторные батарее, сколько вредных веществ выбрасывается в атмосферу при производстве как самих автомобилей, так и его узлов и агрегатов.

Но определенно можно сказать, что перспективы, что у электромобилей, что у авто на водородных элементах открываются огромные. И в ближайшем будущем сегмент машин на «чистой» энергии будет только расти, пока традиционные двигатели внутреннего сгорания полностью не исчезнут.