Завод «КамАЗ», который входит в государственную корпорацию «Ростех» и изготавливает в основном грузовые автомобили, представил первый отечественный автобус на водородных топливных элементах. Испытания нового транспортного средства на московских улицах начнутся уже осенью 2021 года и продлятся два года. На экспериментальный образец общественного транспорта возлагаются большие надежды. Он способен решить многие проблемы, которые испытывают обычные электробусы в условиях зимней эксплуатации. Небольшой пробег и сильная нагрузка на батарею в холода резко сокращают пробег электрокаров. Технология получения электричества из водорода в так называемых топливных элементах более терпима к резким перепадам температур, благодаря чему надежность транспорта и безотказность работы энергетических установок возрастает. Каким же образом ездит новый водородобус и насколько он безопасен?
Что такое водородомобиль?
По словам главы «Ростеха» Сергея Чемезова, которого цитирует РБК, водородный электробус — это следующий шаг в развитии современного экологичного пассажирского транспорта. Главное преимущество машины в увеличенном по сравнению с электробусами пробеге. Если обычный автобус с электромотором, питающимся от батарей, способен проехать на одной зарядке порядка 50-70 км, что существенно ограничивает его режим применения, то транспортное средство, заправленное водородом, проезжает порядка 250 км. Таким образом, подобный водородомобиль может работать несколько часов и даже способен ездить по междугородним маршрутам.
При создании водоробуса за основу был взят электробус «КамАЗ-6282», который уже три года эксплуатируется на столичных дорогах. По словам главы «Ростеха», заметное отличие одного автобуса от другого в том, что топливные элементы установлены в специальном отсеке на крыше. Вместительность машины — около 80 человек, а максимальная скорость хода — 80 км/ч.
Как работают топливные элементы?
Топливный элемент — это электрохимическое устройство преобразования энергии, которое за счет химической реакции превращает водород и воздушный кислород в электричество. В результате этого процесса образуется вода и выделяется большое количество тепла.
Топливные элементы были изобретены еще в XIX веке инженером Вильямом Р. Грувом. Еще в 1839 году он научился получать электроэнергию в результате синтеза газов. В качестве электролита использовался раствор серной кислоты, а в качестве топлива — водород, который соединялся с кислородом в среде окислителя.
Широкое распространение топливные элементы получили в XX веке в военной технике, а также в космонавтике. В американских шаттлах они служили для выработки электроэнергии для бортовых систем жизнеобеспечения. В отсутствие у многоразовых кораблей солнечных батарей такие источники тока были незаменимы.
Сейчас велико внимание автопроизводителей к топливным элементам. Эти устройства обеспечивают выработку электрического тока постоянного напряжения, который может использоваться для привода в действие электродвигателя, приборов системы освещения и других электросистем. Главное их преимущество в быстрой перезарядке водородом и в значительно большей дальности хода, чем у классических электрокаров.
Топливные элементы на транспорте
Впервые масштабные работы по использованию топливных элементов на транспорте начались в конце XX века. Тогда несколько компаний одновременно представили новую компоновку подобного электромобиля под названием «бутерброд». Батарея и энергетическая установка, а также электромоторы и управляющая электроника располагались в отдельной платформе-шасси, на которую сверху мог устанавливаться любой подходящий кузов.
К примеру, опытный автомобиль NECAR V изготавливался на базе автомобиля Mercedes-Benz А-класса. Силовая установка вместе с топливными элементами была расположена под полом.
В 1998 году на «АвтоВАЗе» реализовывался аналогичный проект. На основе топливных элементов ЭХГ от «Бурана» производства РКК «Энергия» и «Уральского электрохимического комбината» (УЭХК) создали энергоустановку для автомобиля «Нива» (ВАЗ-2131). В августе 2001 года автомобиль под названием «АНТЭЛ» был показан на V Московском автосалоне.
В 2003 году на «АвтоВАЗе» собрали вторую генерацию машины, но уже на основе универсала ВАЗ-2112. Бурановский ЭХГ запитывал электродвигатель мощностью 60 кВт. В нише запасного колеса ставились баллоны для водорода. Дальность хода машины составляла до 350 км. Однако для серийного производства эта конструкция еще была слишком дорога.
По словам Сергея Чемезова, если экспериментальная эксплуатация даст положительный результат, сборку водоробусов можно будет организовать на вагоноремонтно-строительном заводе в Москве.
Источники:
