Водород как добавка в топливо

ВОДОРОД КАК ДОБАВКА В ТОПЛИВО

1 "2 "I

Исматов Ж.Ф. , Аширов В.Р. , Садуллаев М.Х.

1Исматов Жуманиёз Файзуллаевич - доцент, кафедра двигателей внутреннего сгорания, Ташкентский институт по проектированию, строительству и эксплуатации автомобильных дорог; Аширов Восит Рахматуллаевич- магистрант, факультет машиностроительных технологий, Ташкентский государственный технический университет им. Ислама Каримова;

Садуллаев Муродулла Холмуминович - студент, факультет профессионального образования, Ташкентский институт по проектированию, строительству и эксплуатации автомобильных дорог, г. Ташкент, Республика Узбекистан

Аннотация: в статье рассматриваются вопросы по применению водорода в качестве топлива. В последние годы все большее внимание уделяется водородной энергетике, использованию водорода в качестве топлива, в частности, для двигателей внутреннего сгорания. Это представляет особый интерес с экологической точки зрения, т.к. при горении водорода в выделяющихся газах не содержится вредных веществ.

Ключевые слова: водород, топлива, энергия, двигатель внутреннего сгорания, эффективность, экономичность.

Начало 21-го века, как и начало XX века, это время перемен. Вновь перед населением Земли замаячила технологическая революция и вновь главное место в ней занимают автомобили. Как и сто лет назад быстрыми темпами начали развиваться альтернативные виды транспорта, не связанные с привычными нам двигателями внутреннего сгорания. Все чаще можно видеть на дорогах гибриды которые приводятся в движение электродвигателем и ДВС, в развитых странах входят в обиход электрокары и совсем недавно, каких-то 7-10 лет назад, ученные и

инженеры пророчили большое будущее автомобилям с ДВС, работающим на самом распространенном элементе во вселенной - водороде. Все это человечество проходило в начале прошлого столетия. А потому, вновь подтверждает свою актуальность распространенное изречение: «Все новое -это хорошо забытое старое» [2].

Сейчас Планета переживает новый кризис, нефтяной. Только связан он не с дефицитом черного золота, ставшего на 100 лет локомотивом развития человечества, а с перенасыщенностью данного вида товара на рынке. Это, быть может и есть тот первый сигнал, говорящий о том, что «нефтяной век» подходит к концу. Как говориться, каменный век закончился не потому, что закончились камни. Поэтому так важно развивать запасной план на случай если 21 век, в автомобильном мире, будет веком распространения технологий будущего. Но не всем новым технологиям суждено выиграть в естественном отборе.

И так, менее десяти лет назад единственной реальной альтернативой ископаемым видам топлива был водород. Водород. Идеальным топливом в экологическом отношении является водород, так как при его сгорании в среде кислорода образуется только вода. По удельной теплотворной способности (в 2,57 раза больше, чем у метана) водород превосходит все известные топлива. Сдерживают применение водорода в качестве топлива необходимость использования в сжатом или жидком состоянии, исключительная способность водорода проникать через различные. материалы и вызывать растрескивание сталей, что создает дополнительные требования к условиям его безопасного хранения, дороговизна получения водорода. [1; с. 654]

Водород является эффективным аккумулятором энергии. Применение водорода в качестве топлива возможно в разнообразных условиях, что может дать существенный вклад в мировую энергетику, когда ресурсы ископаемого топлива будут близки к полному истощению. По сравнению с бензином и дизельным топливом водород более эффективен и меньше загрязняет окружающую среду.

Взрывоопасность водорода резко снижается с применением специальных присадок ( например, добавка 1% пропилена делает Н2 безопасным).

Использование водорода в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания начинается с 70-х годов прошлого века. В 1974 году появились автомобили, работающие исключительно на водороде. Пионерами в этой области были «Биллингз энеджи» (США) и «Даймлер-Бенц» (ФРГ). В 1979 году компания БМВ (ФРГ) в рамках программы «Чистая энергия» выпустила седьмую модель, которая также в качестве топлива использовала чистый водород. Длина пробега на одной заправке менялась от 120 км. (автобус «Биллингз» на базе «Доджа») до 300 км. (БМВ на базе седьмой модели).

В конце века каждая автомобильная компания имеет концепт - кар, который работает на водороде. Однако некоторые фирмы предлагают комбинированные решения. Так, «Мазда» предлагает автомобиль (модель RX8HRE), который имеет возможность чередовать топливо ( водород и бензин). Другие автопроизводители совмещают эти виды топлива. В США выпускают седельные тягачи, в двигателях которых используется смесь дизельного и водородного топлива. Это позволяет увеличить мощность двигателя, экологическую чистоту и уменьшить расход топлива. Система осуществляет электролиз воды, собирает водород и направляет его в камеру сгорания, обеспечивая более высокую эффективность сгорания топлива [3].

Интерес ученых в области двигателестроения всегда привлекали своеобразные физико-химические свойства водорода, главным достоинством которых для ДВС является экологическая чистота рабочего процесса. Известный научно-технический опыт использования водорода в качестве топлива для ДВС показывает, что водород совместим с существующей базовой конструкцией поршневого ДВС. При этом водород кардинально улучшает экологическую эксплуатационную характеристику и имеет широкую сырьевую базу. Организация рабочего процесса

двигателя, работающего на водороде, или с его добавкой к другим топливам имеет особенности и требует разработки новых способов топливоподачи.

Использование водорода в качестве топлива для ДВС представляет собой комплексную проблему, которая включает обширный круг вопросов:

- возможность перевода на водород современных двигателей;

- изучение рабочего процесса двигателей при работе на водороде;

- разработку системы топливоподачи обеспечивающую организацию эффективного рабочего процесса в цилиндрах ДВС;

- разработку эффективных способов хранения водорода на борту транспорта;

- обеспечение экологической эффективност применения водорода для ДВС;

- обеспечение возможности заправки и аккумулирования водорода для двигателей [4].

Водород может найти применение в качестве автомобильного топлива в зависимости от многих экологических и экономических факторов, в первую очередь от истощения природных ресурсов. Это весьма актуально и диверсификации источников энергии и укрепления энергетической независимости страны. Поэтому усовершенствование автомобильных гидридных систем (как наиболее перспективных), без сомнения, является важной научно-технической задачей.

Список литературы

1. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов /

Под ред. А.И. Ермакова. Изд. 28-с, переработанное и

дополненное. М.: Интеграл-Пресс, 2000. 728 с.

2. Водород в автомобилях: Опасности и сложности использования. [Электронный ресурс]: Сайт интернет издания 1ГАИ.РУ. Режим доступа: http://www.1gai.ru/publ/516203-vodorod-v-avtomobilyah-opasnosti-i-slozhnosti-ispolzovaniya.html/ (дата обращения: 05.03.2019).

3. Толстенко А.В., Резчик Н.В., Козыркина С.В. Днепропетровский государственный аграрный университет. Водород как альтернативное топливо. [Электронный ресурс]: Конференции 2006 года. Режим доступа:

http://www.rusnauka. com/NPM_2006/Tecnic/5_tolstenko .doc. htm/ (дата обращения: 05.03.2019).

4. Новоселов С.В. Возможности использования водорода в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания. [Электронный ресурс]: Вестник КузГТУ, 2006. № 5. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/ issledovanie-vozmozhnosti-ispolzovaniya-vodoroda-v-kachestve-topliva-dlya-porshnevyh-dvigateley-vnutrennego-sgoraniya/ (дата обращения: 05.03.2019).