Ціни на бензин не просто високі. Це головний біль, що повторюється, який виникає щоразу, коли ви заїжджаєте на заправку. Ви дивитеся на бензоколонку. Перевіряєте свій банківський рахунок. Їдете з легшим гаманцем.
У травні 2008 року це почуття було загальним. Середньозагальна національна ціна на звичайний неетильований бензин у США досягла рекордно високих значень протягом шести днів поспіль. Цей стрибок був за зростанням на 11 відсотків лише за квітень. Це стало яскравим нагадуванням, що епоха дешевих паливних ресурсів закінчилася.
Зростання витрати на енергію роблять альтернативні види палива менш схожими на наукову фантастику і більш схожими на необхідність. Кожен новий рекорд цін на нафту робить статус-кво важче захищати.
Прагнення до незалежності
У своїй промові про становище країни у 2006 році президент Джордж У. Буш охарактеризував проблему як залежність. Він зазначив залежність Америки від нафти і поставив конкретне завдання: замінити 75 відсотків споживання нафти в США альтернативними видами палива до 2025 року.
Це була смілива мета. Терміни були агресивними. Технології, доступні на той момент, були не готові підтримати такий масштабний перехід. Але напрямок був ясним. Країна мала розірвати свою залежність.
Недоліки поточних альтернатив
Який вид палива справді виділяється? Коротка відповідь: жодна з них. Чи не повністю.
Дослідники старанно працюють над вирішенням проблем, притаманних кожному потенційному джерелу, але значні перешкоди.
Целюлозний етанол є сильним кандидатом на папері. Він виробляється з рослин, таких як світчграс (міскантус). Проблема полягає у процесі виробництва. Його ферментація дорога. Він не масштабується легко, без збільшення витрат для всіх.
Сьогодні електромобілі працюють електрикою. Гібриди, як і раніше, потребують бензину для роботи. Вони є перехідною ланкою, а не кінцевою метою.
Цілком електричні автомобілі вимагають підключення до розетки. Вам потрібно перезаряджати акумулятор після кількох сотень миль. Це зручно вдома або у торговому центрі, але не завжди під час довгих поїздок трасою.
Також є питання джерела цієї електрики. Більшість електростанцій, що генерують цю енергію, спалюють вугілля чи природний газ. Ці станції виділяють забруднюючі речовини. Ви можете бути нульовим джерелом викидів вихлопної труби, але не на рівні енергомережі.
Чому водень важливий
Рішення, ймовірно, буде комбінацією всіх цих видів енергії. Але очікується, що водень відіграє важливу роль у цій суміші.
Водень – найлегший елемент, відомий людству. Він також є найпростішим. Незважаючи на свій малий розмір, він має високу енергоємність. Він має велику потужність.
Він усюди навколо нас. Подумайте про воду. H2O. Два атоми водню, один атом кисню. Джерело палива багате. Проблема полягає у поділі та зберіганні, а не в доступності.
Технологія для роботи автомобіля на водневому паливі вже існує. Це не теорія. Це – інженерія.
Перетворення води на паливо
Чи можна перевести ваш автомобіль на роботу від води? Це питання звучить як міф. Він звучить, як щось, що ви могли б побачити в низькобюджетному фільмі.
Ідея спокуслива. Вода безкоштовна. Вода всюди. Якщо ви зможете перетворити її на пальне, ви станете енергетично незалежним.
На наступній сторінці пояснюються механіка та реальність.
Проблема чистого енергобалансу при самостійному створенні водневого паливного пристрою для автомобіля
Цілком реально придбати комплект та дотримуватися інструкцій з інтернету, щоб зібрати систему водневого палива для вашого автомобіля. Ви можете знайти посібники, що базуються на використанні стандартних деталей з господарського магазину. Наука, що стоїть за розщепленням води, є реальною. Питання про те, чи справді це покращує показник витрати палива, є тим місцем, де все стає незрозумілим.
Більшість таких проблем сягають лікаря Юла Брауна. Він пропагував використання електролізу для розщеплення води на водень та кисень. Ця суміш часто називається HHO або газом Брауна. Ідея досить проста: ви спалюєте цей газ, щоб доповнити звичайний бензин. Для цього потрібно дуже мало води. Обіцянка полягає в економії грошей на бензині.
Чи може водопровідна вода живити ваш двигун? Технічно так. Чи практично? Швидше за все, це не варте зусиль.
Основна проблема полягає в коефіцієнті чистого енергобалансу. Більшість комплектів для встановлення HHO в автомобіль мають негативний коефіцієнт. Ви витрачаєте більше енергії, ніж отримуєте назад. Розглянемо математику. Якщо для розщеплення води на HHO потрібна енергія, еквівалентна одному галону бензину, ви можете отримати назад лише енергію, еквівалентну половині галону бензину. Ви просто спалили цілий галон бензину, щоб отримати роботу, еквівалентну половині галону. Вам краще використовувати цей єдиний галон для безпосереднього приводу автомобіля. Ви втрачаєте половину своєї потенційної енергії просто у процесі конвертації.
Є інші проблеми. Дослідники у галузі автомобілебудування все ще вивчають, як водень впливає на матеріали двигуна. Водень може викликати водневе охрупчування. Це призводить до крихкості та руйнування металевих деталей двигуна. Згодом це послаблює структурну цілісність компонентів.
Рішення з алюмінієво-галієвим сплавом від університету Пердью
Скептицизм щодо онлайн-комплектів та крихкості матеріалів не зупинив інженерів. Вони продовжують намагатися вирішити проблему негативного чистого енергобалансу під час використання водню в автомобілі. Деякі виробники вже створили електромобілі, які використовують водень, що зберігається у баку. Ці автомобілі заправляються на звичайних заправках.
Святим Граалем є процес, який відокремлює водень від води, не споживаючи більше енергії, аніж виробляє. Дослідники з Університету Пердью працюють над вирішенням саме цієї проблеми. Вони розробили метод, що вимагає мінімального або взагалі не потребує зовнішнього джерела енергії.
Секрет полягає в композитному металевому сплаві, що складається з алюмінію і галію. Коли ви додаєте воду до цього сплаву, він розділяє молекули. Композит притягує кисень, але відштовхує водень. Кисень зв’язується із металом. Водень залишається вільним та відокремленим. Це створює стійкий цикл.
Ця технологія все ще перебуває на стадії розробки. Ви не побачите її під капотом свого автомобіля найближчим часом. Якщо ви не можете чекати, поки наука наздожене теорію, ви все ще можете замовити один із тих самих комплектів для переробки.
“Додавання води до композитного металевого сплаву, що складається з алюмінію та галію, поділяє воду на її складові молекули. Композит притягує кисень, але не водень, залишаючи перший елемент вільним та відокремленим.”
Майбутнє водневих двигунів
Ціль залишається ясною. Нам потрібен спосіб вилучення енергії з води, який не коштує дорожче, ніж енергія, яку ми отримуємо. Метод із алюмінієво-галієвим сплавом від Пердью — це крок у правильному напрямку. Він уникає високої енергетичної вартості традиційного електролізу.
Водневі паливні елементи є реальністю для деяких автомобільних компаній. Ці автомобілі зберігають водень у стислих баках. Вони викидають лише водяну пару. Інфраструктура для заправки все ще обмежена. Але технологія життєздатна.
Комплекти для самостійної обробки пропонують короткий шлях. Вони ігнорують дефіцит чистого енергобалансу. Вони ігнорують ризик пошкодження двигуна. Вони обіцяють економію, якої немає. Наука є. Практичне застосування відсутнє.
Доки енергетичний баланс не зміниться, мрія про керування автомобілем на водопровідній воді залишиться просто мрією. Дослідження продовжуються. Комплекти залишаються доступними. Вибір за вами
