О водородомобилях и Н2 (иногда с О). Почти без точек!

 Публичный пост
21 апреля 2021  724

Если вдруг не понятно — картинка найдена на сайте Xюндай, Хюндай, Хюндай. Но речь — о "водородоприводе" (FUEL CELL)
Если вдруг не понятно — картинка найдена на сайте Xюндай, Хюндай, Хюндай. Но речь — о "водородоприводе" (FUEL CELL)

Уверен: вы всё больше натыкаетесь в новостях и инторнетиках на утверждение, что за водородом — будущее.

И с каждой неделей будете встречать эти волшебные слова ещё чаще. Даже чаще рассуждений о квантовом превосходстве и массовом связывании фотончиков в управляемую массу (Гамбургу & Берлину — привет! :).

Могу даже поспорить, что многие увидят в этом армады дирижаблей, бесплатные воздушные шарики и прилизанный инстаграмчиком стимпанк-H2.0...

Но всё не так.

Впрочем, это часто случается при столкновении воображаемого и действительного. Так и здесь: за таинственными словами и непонятными мантрами прячутся во многом известные вещи и явления.

Надо просто разобраться. Или чтобы кто-то объяснил.

А посему цинично пройдёмся кованым сапогом инженерии по невесомым материям торсионных полей и антигравитации.

Неприкрытая правда о водородомобилях

Сейчас будет шокирующее.

Надеюсь что вы хорошо подготовились - и сможете удержаться на ногах. Если вы сидите — встаньте, чтобы проверить своё самообладание.

Итак...

Водородомобиль — это электромобиль, в котором тяговая (большая) электробатарея заряжается с помощью неспешного окисления водорода кислородом.

Всё.

Немного химико-физических подробностей

То есть в достаточно небольшой пепяке происходит процесс, обратный электролизу воды.

Как мы помним, во время электролиза в воду цинично засовываются очень положительный и очень отрицательный электрод. К ним подаётся какая-то энергия — и она-то и "разбивает" ничего не подозревающие молекулы воды сначала на атомы, а потом и на молекулы водорода и кислорода. И всё течё... бурлит.

В водородомобильчике же в упомянутой пепяке газ водород и газ кислород в присутствии катализатора химической реакции в виде платиновой решёточки (да-да!) томно и достаточно неспешно вступают в долговременные отношения, итогом которых становится та самая вода — и выделение энергии в виде свободных электрончиков. Которых тут же прагматичные инженеры запускают по электропроводу в сторону тяговой батареи.

Пепяку-окисляку на английском языке называют "fuel cell", на немецком — "Brennstoffzelle", а на русском — "водородная топливная ячейка".

Для иллюстрации принципиального устройства водородомобиля воспользуемся общественно доступной иллюстрацией за авторством компании "Байерише Моторенверке" (нем. BMW).

Та самая иллюстрация. На немецкой версии сайта есть и с подписями на немецком
Та самая иллюстрация. На немецкой версии сайта есть и с подписями на немецком

Забавное: как можно наблюдать и у других производителей, самое технологичное и наукоёмкое устройство на единицу объёма - электрический инвертор - на иллюстрации просто не подписан.

Но распознаётся легко: это та коробочка наверху электрического двигателя, в которую упирается указатель от подписи "Electric Engine".

А есть не такая серьёзная картинка?

Конечно, есть!

И на ней даже не забыли подписать модуль силовой электроники (он же инвертор).

Мюнхенские — надо брать пример.

Взято у дяди Welleman где-то на просторах Wikimedia
Взято у дяди Welleman где-то на просторах Wikimedia

А что у других?

Да в общем-то всё то же самое — и тоже есть .


Зачем это надо

И здесь мы приходим к одной проблеме.

Фактически она неизвестна "общественному сознанию". Но в своей технической и даже философской сути — это одна из важнейших проблем цивилизации:

Человечество ещё не умеет гибко, в действительно больших объёмах и надолго сохранять электрическую энергию.

Вдумайтесь в эту фразу: здесь важную роль играет каждое слово в отдельности — но для понимания сути слова эти важны все вместе.

Наша цивилизация в том виде, в котором мы привыкли говорить о ней в чятиках, абсолютно и бесповоротно зависима от электрической энергии. Если вдруг электричество "убрать из Вселенной" — мы скатимся в каменный век примерно за пару недель. Или вообще вымрем.

Конечно же, речь здесь идёт о макросмысле электрического взаимодействия - о квантовом смысле вы сможете повыпытывать у Миши @MikhailKorobko 29 апреля. ;)

Оторвитесь от чтения и ненамного задумайтесь: что вы сможете продолжать делать, если у вас в квартире пропадёт электричество на час? А на три? А на день? А на неделю? :)

Забавно, что тотальное исчезновение электричества почти сразу же вы не только увидите глазами, но и почувствуете носом: функционирование водопровода и канализации обеспечивается именно электрическими насосами.

А ещё вы, конечно же, не сможете завести не только электромобиль, но и современный автомобиль с ДВС: помните, что происходит, когда вы садитесь авто и "включаете зажигание"? ;)

Теперь внезапно прыгнем ко второму важнейшему нюансу нашей электроцивилизации. Он напрямую связан с ранее названной проблемой сохранения энергии. Это правило обычно дают студентам-энергетикам в первый же час лекций по энергоснабжению.

Как в реальности неонка выглядит унутре. В баварской реальности, конечно же
Как в реальности неонка выглядит унутре. В баварской реальности, конечно же

Неонка поближе
Неонка поближе

И поближе с другого ракурса
И поближе с другого ракурса

Обычный ё-мобиль. Иллюстрация тоже баварская
Обычный ё-мобиль. Иллюстрация тоже баварская

А так Toyota предлагает маркировать **fuel cell drive**. Да, Mirai & Mirai 2 — тоже "fuel cell cars"
А так Toyota предлагает маркировать **fuel cell drive**. Да, Mirai & Mirai 2 — тоже "fuel cell cars"

https://www.bmwgroup.com/en/elektromobilitaet/technology.html

https://www.bmw.com/en/innovation/Plug-in-hybrid-and-other-kinds-of-electric-cars.html

https://www.bmw.com/en/innovation/how-hydrogen-fuel-cell-cars-work.html

Afterparty

Надеюсь, меня простят читатели, модераторы и все, кто только может — но эта статья пишется урывками уже больше недели.

И дольше держать её в черновиках смысла нет — хотя бы потому, что благодаря @MikhailKorobko и @dj_kill завтра, в день рождения самого automotive-ориентированного вождя из всех революционных вождей в кепке, у нас состоится ещё одна авомобильная АМА — о чём я и хочу напомнить. ;)

Здесь анонс: https://vas3k.club/event/9589/

А текст я буду дописывать уже онлайн. Так будет продуктивнее. :)))))

P.S. Термоядерная реакция —> запас выделенной энергии в водороде. ;)

Аватар Maximus
Maximus @Maximus
Электрический инженерКорпорация
📍Erlangen, Германия

🏧 Телеграм: @big_boy_big

Связанные посты
20 комментариев 👇
Yury Katkov, миддл формошлёп 22 апреля в 12:31

А какие сложности? А откуда брать водород? А мощно получается? А точно не ебанет?

  Развернуть 1 комментарий

@ganqqwerty, подпишусь под вопросами.
Еще вот вопрос - чисто в теории кроме некоей повышенной экологичности, можно ли достичь какого-то невероятного превосходства над нынче популярными литиевыми батарейками "как в тесле"?

  Развернуть 1 комментарий

@maximkuzmin, если химически связывать водород плотность энергии потенциально выше чем у лития.

  Развернуть 1 комментарий

@ganqqwerty, откуда брать водород как раз проблемы нет. К примеру можно утилизировать лишнее электричество от ВИЭ. В водороде другие проблемы

  • КУДАБЛЯ - водород текуч по этому какой бы не был четкий баллон он сваливает из него потихоньку. Плюс газообразный водород с воздухом через некоторое время дает гремучий газ, который весело бабахает.
  • КАКБЛЯ - как водород преобразовать в что-то полезное. Варианта тут два. Один сжигать в ДВС. Второй топливные ячейки которые дают ток, а тот толкаем в электродвигатель и едем.
  Развернуть 1 комментарий

@ganqqwerty, допишу, допишу :)

Ну, часть сложностей уже обходится. :)

По сути, один из самых неудобных нюансов: хранить водород в авто приходится под давлением.

Но есть уже два варианта-патента в Германии: гелеобразный носитель и "power paste", где водород связывается в оксиде магния.

Оба варианта стабильны при "человеческих" давлении и температуре.

  Развернуть 1 комментарий

@Maximus, гели и пасты — это здорово, но, если я правильно помню по университетским курсам, то для того, чтобы водород «выгнать» из адсорбента для использования в автомобиле, нужно контейнер с водородом нагреть, а чтобы, загнать его в адсорбент (во время заправки), нужно, наоборот, охладить.

Если процесс нагрева реализовать в автомобиле не особо сложно, то с охлаждением всё сложнее. Как устроен процесс заправки подобной системы?

  Развернуть 1 комментарий

@lamberthassel, в случае powerpaste предлагают просто использовать картриджи. Там был вариант использования на скутерах.

  Развернуть 1 комментарий

Если коротко - не верю в массовость.
Куча сложностей и рисков в производстве, транспортировке, хранении и заправке, конский ценник на технику вкупе с не поражающей воображение энергоотдачей на кило массы - да скорее изобретут новые батареи взамен Li+Что_угодно.

  Развернуть 1 комментарий
Sergei Ruzki, Python Developer, ERP Architect, Odoo User 26 апреля в 07:13

Писать и дописывать до уровня лонгрида от Главного

Почему такая высокая эффективность водорода
https://ru.qaz.wiki/wiki/Fuel_efficiency#Energy_content_of_fuel
Сталкивается с такими ограничениями по денежкам
https://shorturl.at/kwBJ6 (шорткат специально для @mextner, скорее всего справедливо считающего, что урл должен быть коротким, но так и не написавшего, что такое нормальный браузер, нормальный пурифайер и не давшего ссылку на синтаксис пряталщика)

ну и дальше по великим Интернетам

Можно поднять подшивки ЮТ (1976-08, страница 14) ;)

  Развернуть 1 комментарий

@sergeiruzki, Разминка для мозгов: представь, что сегодня объявили о достижении стабильной термоядерной реакции с положительным энергетическим балансом (генерируем энергии больше, чем тратим на подготовку компонентов и обеспечение инфраструктуры реакции).

Что дальше/куда девать эту энергию? ;)

  Развернуть 1 комментарий

@Maximus, на Луне лазором логотип кокаколы рисоват

  Развернуть 1 комментарий

@sergeiruzki, не публикуйте такие исковерканные пуникодом ссылки пожалуйста... нормальные браузеры отдают нормальную кириллицу, или можно пропустить через пурифаер, или спрятать под ссылку с текстом

  Развернуть 1 комментарий

Вот тут все коротко и без растекания мыслью по древу. Тлдр- КПД низкий, ёмкость не намного выше, опасность высокая, большого смысла нет

  Развернуть 1 комментарий

@Stenopolz, вот только в мире есть не только США, где климат в среднем по стране - средиземноморский... 😋

  Развернуть 1 комментарий

@Maximus, так ты не говори намеками, давай по существу:)

  Развернуть 1 комментарий

@Stenopolz, дык, я ж и говорю: понемногу дописываю. :)))

  Развернуть 1 комментарий
Maximus, Электрический инженер автор 21 апреля в 12:39

Прикрепляем анонс АМА "Тюнинг автомобилей" от @dj_kill

https://vas3k.club/event/9589/

  Развернуть 1 комментарий

А точно безопасно?

Водород же в очень широком диапазоне концентраций в воздухе хорошо горит и бумкает.

  Развернуть 1 комментарий

@viktorl, природный газ бумкает и горит не менее охотно

  Развернуть 1 комментарий

@viktorl, многие проблемы связаны больше с нашим психологическим восприятием. Сравни:

"Он закурил сигарету на АЗС"

"Он закурил сигарету на водородной заправке"

Что "страшнее" выглядит? ;)

  Развернуть 1 комментарий

😎

Автор поста открыл его для большого интернета, но комментирование и движухи доступны только участникам Клуба

Что вообще здесь происходит?


Войти  или  Вступить в Клуб