100 великих рекордов в мире автомобилей - Станислав Николаевич Зигуненко
На самом ядовитом топливе
Вообще-то гидразин и его производные – очень сильные яды. Но поскольку это еще и высококалорийное топливо, способное храниться очень долго без особых критичных условий содержания, а в сочетании с определенным окислителем еще и самовоспламеняющееся, то некоторые ракетчики, как наши, так и зарубежные, применяют его в военных разработках. Их не смущает даже то, что от паров соединений гидразина человека не способен защитить даже противогаз обычного типа.
И вдруг эту самую «гадость» сотрудники компании Daihatsu совместно с японским Национальным институтом передовых прикладных наук и технологий (AIST) решили использовать как топливо в автомобиле. Почему? Оказывается, хитрые японцы разработали новый класс топливных элементов, не нуждающихся в платиновых катализаторах и весьма эффективно работающих на гидразине.
Сокращенно такой элемент называется DHFC. Топливом для него служит гидразин гидрат (N2H4H2O), довольно широко применяемый в химической промышленности. Выхлоп же нового топливного элемента представляет собой воду и азот.
Причем если обычные топливные элементы работают, когда через их мембраны проходят протоны, то в новом устройстве DHFC реакцию обеспечивают бегущие сквозь мембрану анионы (ОН-). Благодаря такой «химии» в качестве катализаторов в новом устройстве удалось применить кобальт и никель – куда более дешевые материалы, чем драгоценная платина.
Как сообщает пресс-релиз Daihatsu, обычно в блоке топливных элементов, работающих на водороде, содержится примерно 100 г платины. Стоит такое количество драгметалла – несколько тысяч долларов. В итоге топливная батарея может стоить в 2–3 раза дороже самого автомобиля. Отсутствие же платины в новом аппарате, наряду с другими хитростями (недорогими материалами для сепаратора, корпуса и прочих деталей), позволило сделать новый топливный элемент сравнительно дешевым.
Схема питания топливом экспериментального автомобиля
Но вот как быть с безопасностью? Ведь не будем забывать, что гидразин – сильнейший яд. И что будет с водителем, пассажирами да и окружающими, если при аварии на дороге бак с гидразином даст течь?..
Можете не переживать. Японцы решили и эту проблему. Специалисты Daihatsu придумали специальный бак, наполненный гранулированным полимером, содержащим карбонильную группу. При заправке бака гидразин гидрат вступает в реакцию с полимером. Происходит дегидратация топлива, и гидразин оказывается химически связан. Теперь внутри емкости он образует твердый гидразон, который совершенно безопасен в хранении и которому не страшно разрушение бака в случае аварии. А вода, входившая в состав гидразин гидрата, при заправке из этого самого бака откачивается.
Когда же требуется извлечь связанное топливо, в бак направляется порция горячей воды. Реакции идут в обратном направлении, и полимер высвобождает гидразин гидрат, который перекачивается в топливный элемент. А уж он-то, как водится, вырабатывает электричество для зарядки аккумуляторов и питания электродвигателей автомобилей.
Предполагается также, что и на самой АЗС гидразин будет храниться также в виде гидразона. Лишь в момент заправки он будет соединяться с водой, чтобы его можно было перекачать в бак автомобиля. Еще вариант: создать особый бак-хранилище, куда гидразон можно будет загружать прямо в твердом виде. Так что потенциально опасной может быть лишь небольшая магистраль, соединяющая топливные ячейки с баком. Но ведь и в обычной машине бензин не так уж безопасен.
Между тем хранить новое горючее в подобной машине на топливных элементах несравненно проще, чем водород, который требует либо высокого давления (350 атмосфер) в газообразном виде, либо низкой температуры (минус 253 градусов Цельсия) для сжижения, а значит – очень прочного баллона или очень толстых теплоизолирующих стенок бака.
В общем, придуманная японцами концепция создания экологически чистых авто, может, и не самая совершенная, но, несомненно, одна из самых оригинальных.
Экологичнейшее авто
Так шведские автостроители назвали экспериментальную модель «Вольво ЕСС». Последние буквы расшифровываются «Environmental Conecit Car», что можно перевести как «Концепция экологического автомобиля».
В отличие от многочисленных конкурентов, конструкторы «Вольво» пошли своим путем. Как сказал шеф одного из подразделений фирмы Хокон Веттер, этот автомобиль-гибрид способен ездить без регулярной подзарядки батарей.
У него два двигателя – электрический, питаемый от аккумулятора, и газотурбинный, потребляющий дизельное топливо. На городских улицах «Вольво ЕСС» будет использовать электричество, а на загородных шоссе перейдет на солярку. Причем водитель в случае нужды может использовать и смешанную тягу: бортовой компьютер включает газотурбинную установку, как только запас энергии в аккумуляторе упадет до 20 %. А поскольку с турбиной соединен мощный электрогенератор, он тотчас начинает подзаряжать батарею. Для той же цели можно использовать энергию, получаемую при торможении авто или при движении под уклон.
Прототип экологического автомобиля
Таким образом, при одной заправке бака 35 л солярки «Вольво ЕСС» способен преодолеть 670 км. Максимальная скорость – 175 км/ч; причем разгон с места до 100 км/ч занимает 13 с. Понятное дело, если использовать лишь электромотор, динамика и прочие показатели получаются несколько хуже. Так, пробег без подзарядки аккумулятора составляет 150 км. Но эффективность новой конструкции ее создатели видят как раз в гибридности.
А мало кому известная компания «Электроник Пауэр Текнолоджи» (штат Джорджия) недавно продемонстрировала электромобиль, особое устройство которого позволяет перезаряжать аккумуляторы за считанные минуты. При испытаниях он за 24 ч пробежал 1340 км, перезарядив батареи 12 раз. Тем самым мировой рекорд суточного пробега, установленный в 1993 году в Лос-Анджелесе, превзойден сразу на 320 км.
Самое удивительное, что сенсационный результат был достигнут с помощью стандартных аккумуляторной батареи и электронного устройства для зарядки. Словом, ничего не нужно было изобретать. Секрет успеха скрыт в разработанном компанией алгоритме самой зарядки, который не только быстрее восстанавливает электропотенциал, но и позволяет меньше изнашивать батареи. «Теперь электромобили можно заряжать электричеством столь же просто и быстро, как автомобили заправляют бензином», – заявляют сотрудники компании.
Действительно, во время демонстрации свинцово-кислотные аккумуляторы небольшого грузовичка перезаряжались всего за 19 мин, причем запасенной энергии хватало на 105 км пробега. Это, конечно, меньше, чем при заправке бензином, но вполне достаточно для многих транспортных операций. Причем учтите, заправка электричеством обходится намного дешевле. Суть же нового способа состоит в том, что электронная аппаратура за счет системы обратной связи непрерывно следит за режимом заряжаемой батареи, чередуя через несколько миллисекунд циклы зарядки с крошечными интервалами отдыха и даже некоторой разрядки. Таким образом, удалось оптимизировать энергетический КПД аккумулятора с обычных 65 % до 95 %.
К сказанному остается добавить, что состав группы изобретателей может вызвать у нас чувство сожаления и досады. Бывшие
