Главную опасность для экологии планеты представляет непрерывно увеличивающийся парк транспортных средств, использующих производные переработки нефти в качестве топлива. В крупных городах мира автомобильные выхлопы составляют до 90 процентов всех загрязнений атмосферы.
Да, в последнее время на улицах города мы видим все больше электромобилей и радуемся. Но важно помнить, что электричество также производится главным образом путем сжигания углеводородов. Есть ли выход?
Если кто не заметил, то буквально на наших глазах начался закат эпохи углеводородов. Тихо и без особой помпы. Компания Toyota объявила о начале массового производства бюджетной версии седана Mirai, что в переводе с японского означает «будущее». Казалось бы — ну какое будущее! Но для тех, кто еще не в курсе, сообщаем, что 153-сильный Toyota Mirai является на сегодняшний день самым экологичным. На автомобиле нет двигателя внутреннего сгорания, и, следовательно, он не использует традиционные виды топлива.
По сути, это электромобиль, который не надо подключать к розетке. Mirai вырабатывает электроэнергию прямо на борту, а его двигатель имеет сумасшедший коэффициент полезного действия — 83 процента! Для сравнения — КПД самого совершенного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) — в два с лишним раза ниже. Секрет успеха — водород.
Попытки использовать этот газ в качестве топлива предпринимались еще в конце прошлого века. Однако высокая температура сгорания водорода быстро выводила из строя поршни и клапаны системы впуска, а переделанный для работы «под водород» мотор оказывался слишком дорогим.
Прогресс пошел иным путем. Электродвигатель Mirai питает ток, как у Tesla, который вырабатывается на борту автомобиля во время химической реакции поступающего из двух специальных баков водорода и засасываемого из окружающего воздуха кислорода. Вкратце же принцип действия таков.
В топливную ячейку подается водород, вступающий в реакцию с анодом, с другой стороны на катод подается кислород. Происходит химическая реакция, в процессе которой атомы водорода делятся на электроны и протоны. Электроны поступают в электросеть, а протоны соединяются с кислородом, образуя простую воду.
Воду нужно просто периодически сливать из емкости накопления. Получающийся постоянный ток поступает в преобразователь, где его мощность повышается до 650 вольт, а сам ток становится переменным. Он питает не только электродвигатель, но и располагающуюся в багажнике обычную никель-металл-гибридную батарею: она подключается в том случае, когда автомобилю требуется максимальный разгон. Разгон до сотни — 9 секунд, а максимальная скорость ограничена 175 километрами в час. Пробег — 650 километров.
Аналогичную модель продвигает и Honda — ее седан FCV также станет серийным в этом году. Разработка Honda даже практичнее — седан вмещает пять человек вместо четырех у Mirai. Мощность двигателя у FCV на 23 лошадиные силы больше, больше и пробег. А тут еще и корейцы грозятся перегнать японцев со своим кроссовером ix35 Fuel Cell, доведя его пробег до 850 километров. Энтузиасты экологически чистого транспорта уже готовы трубить победу. Однако есть несколько «но».
Первое — стоимость. «Водородники» стоят около 60 тысяч долларов, но, например, в Японии государство субсидирует покупку чистых авто – получается около 35 тысяч долларов. Куда как меньше стоимости Tesla S — около 80 тысяч долларов в США. На топливе экономить трудно: килограмм водорода стоит 9-10 евро. То есть столько же, сколько стоит и бензин в Европе на километр пробега.
Второе — малая сеть заправок, хотя они усиленно строятся в Японии и Калифорнии. Но в мире активно ведутся исследования по получению дешевого водорода, и в скором времени источнику чистой энергии не будет конца.