Альтернативные электроны
Кто сказал, что электрокар непременно должен работать от аккумулятора? Ток для питания двигателей весьма неплохо получается путем физико-химического процесса и из водорода. Так что же собой представляет топливная ячейка?
Что в более или менее отдаленном будущем автомобили будут приводиться в движение электромоторами, уже не вопрос. Но не аккумуляторами едиными будет поставляться энергия — есть и альтернативный способ. Правда, пока не столь раскрученный. Ключевое слово здесь — водород.
Полный бак за две минуты
Речь идет о топливной ячейке. Устройство, придуманное еще в далеком 1839-м Уильямом Робертом Гроувом, использует водород для производства электроэнергии и, соответственно, вполне подходит для установки в электрокары. Последним такое решение дает важное преимущество: бак заполняется всего за несколько минут. Такая практичность использования — мощный козырь системы, хотя по другим аспектам она отнюдь не идеальна.
Но давайте по порядку. История применения топливной ячейки на практике возвращает в начало 60-х. Первая же попытка реализации (1966 год) из-за крайне высокой стоимости и скромных характеристик вынудила прервать разработку. В 90-х освоить тему пробовал Mercedes, сначала на двух коммерческих моделях, а затем на Necar 3 в 1997-м, у которого, однако, на борту был реформер — нечто вроде компактного перегонного завода для получения водорода из метанола.
В последующие годы исследования технологии уже не прерывались. Было создано несколько прототипов, например Audi A7 h-tron quattro, и мелкосерийных моделей, которые можно взять в аренду или приобрести, такие как Honda FCX Clarity и Toyota Mirai, Hyundai Nexo и Mercedes GLC F-Cell. От альтернативного же применения водорода — сжигания его в моторе (с этим долго экспериментировали в BMW) — отказались. И наоборот, интерес производителей к топливным ячейкам в последнее время рос примерно такими же темпами, как развивались электромобили с аккумулятором — последние считаются наиболее вероятными преемниками моделей с ДВС.
Но есть и те, кто сомневается в реальной перспективе будущего, где присутствуют исключительно электрокары. Для ежегодного объема производства 20 млн «чистых» машин на батареях, планируемого к 2025 году при сохранении текущих темпов роста, потребуется добрых два десятка огромных заводов для создания необходимого количества аккумуляторных ячеек.
Важность материалов
Но дело не только в этом: при подобных темпах могут всплыть проблемы с поставками стратегических для создания аккумуляторов материалов — лития, кобальта, графита. И тут преимущество получает Китай, доминирующий сегодня во всех фазах производственного процесса батарей. Важная причина, чтобы поработать над альтернативными вариантами, одним из которых выступают топливные ячейки.
Они, конечно, тоже небезупречны. Но в некоторых условиях могут оказаться интересным вариантом замещения, особенно для крупных и тяжелых автомобилей. Такие обычно используют на длинных маршрутах, и если их оснащать большими аккумуляторами, то это в немалой мере повлияет на стоимость покупки. При увеличении запаса хода серьезно растет и стоимость аккумуляторов, в то время как цена углепластиковых баков для хранения водорода под высоким давлением (700 бар) почти не меняется. По этой причине топливная ячейка является серьезным решением в том числе для фургонов и грузовиков, то есть транспорта, на котором применение тяжелых аккумуляторов серьезно снижает грузоподъемность.