Водородный транспорт является транспортным средством, которое использует водород в качестве его бортового топлива для движущей силы. Водородные транспортные средства включают в себя водородные космические ракеты, а также автомобили и другие транспортные средства. Электростанции таких транспортных средств преобразуют химическую энергию водорода в механическую энергию либо путем сжигания водорода в двигателе внутреннего сгорания, либо путем взаимодействия водорода с кислородом в топливном элементе для запуска электродвигателей. Широкое использование водорода для транспортировки топлива является ключевым элементом предлагаемой водородной экономики.

По состоянию на 2016 год на отдельных рынках доступны 3 водородные автомобили: Toyota Mirai, Hyundai ix35 FCEV и Honda Clarity. Несколько других компаний работают над созданием водородных автомобилей. По состоянию на 2014 год 95% водорода производится из природного газа. Его можно производить с использованием возобновляемых источников, но это дорогостоящий процесс. Интегрированные установки «ветер-водород» (электро-газ), использующие электролиз воды, исследуют технологии для обеспечения достаточно низких затрат и количества достаточно велики, чтобы конкурировать с производством водорода с использованием природного газа. Недостатками использования водорода являются высокая интенсивность выбросов углерода, когда они производятся из природного газа, издержки на капитальные затраты, низкое содержание энергии на единицу объема, производство и сжатие водорода и крупные инвестиции в инфраструктуру, которые потребуются для топлива транспортных средств.

Водород водорода

Топливные и отработанные газы
Водород, используемый в качестве топлива, не является первичной энергией, а должен производиться из первичной энергии, аналогичной выработке электроэнергии. Для его производства требуется энергия. Это происходит в результате химической реакции в двигателе внутреннего сгорания или в топливном элементе, который снова высвобождается. Из-за низкой плотности водородный газ содержит больше энергии на единицу массы на единицу массы, чем любое другое химическое топливо. Однако плотность энергии очень мала по объему. Поэтому водород в качестве топлива должен быть либо сильно сжатым (до 700 бар), либо сжиженным (-253 ° C). Оба они связаны с дополнительной подачей энергии.

Выхлопные газы топливного элемента состоят из чистого водяного пара.

При сжигании водорода в сочетании с воздухом (в газовой турбине) выхлопные газы дополнительно содержат оксиды азота, которые возникают из атмосферного азота при высоких температурах в камере сгорания. При высоком избытке воздуха (λ »1) образуется меньше оксидов азота, но тогда эффективность также уменьшается. В поршневых двигателях продолжают поступать следы СО и СН в выхлопных газах. Они поступают из смазочного масла между стенкой цилиндра и поршнем и из сапуна картера.

Производство водорода
Основными процессами производства водорода являются

Термохимическая конверсия источников углеродной энергии (обычно ископаемых видов топлива) при температурах 300-1000 ° C. Самый старый процесс такого типа — паровое реформирование с долей рынка более 90%. Используя этот процесс, городской газ (синтез-газ) использовался для производства угля и водяного пара, который содержал ок. 60% водорода. Через дальнейшие этапы процесса почти все энергетическое содержание источника энергии может быть связано с водородом. Недостатком здесь является получающийся в результате климатический газ CO 2. Существуют также технологии для получения нейтрального водорода из биомассы. Первый коммерческий завод, Blue Tower Herten, из-за банкротства Solar Millennium AG не был завершен.
Водород является побочным продуктом ряда химических процессов (например, хлорщелочный электролиз). Величины значительны, но в основном используются повторно. Водород, произведенный в качестве побочного продукта в одном только регионе Кельна, будет достаточным для эксплуатации 40 000 автомобилей на постоянной основе (по состоянию на 2010 год).
Еще сравнительно редко водород образуется при электролизе воды. Достигнуты показатели в 70-80%. В настоящее время проекты, в которых электролизер поставляется непосредственно ветровыми турбинами. Ветряные турбины теперь отключены в ветреные дни с низким спросом на электроэнергию; вместо этого они затем могут быть использованы для электролиза для получения водорода. В дополнение к необходимому количеству энергии проблема заключается в обеспечении необходимой водой: для обеспечения всей заправки самолетов в аэропорту Франкфурта водородом из электролиза воды потребуется мощность 25 крупных электростанций. В то же время потребление воды во Франкфурте удвоится ».
Попытки произвести водород в биореакторе водорода с водорослями по варианту фотосинтеза в настоящее время все еще находятся на стадии исследования.

Хранение водорода
Сегодня решаются технические проблемы с хранением водорода. Способы, такие как хранение и хранение жидкого водорода под давлением и хранение в гидридах металлов, используются в коммерческих целях. Кроме того, существуют другие методы, такие как хранение в нанотрубках или как химическое соединение (N-Этилкарбазол), которые все еще находятся на стадии разработки или в фундаментальных исследованиях.

Водородная станция
Предпосылкой для широкого использования водородных приводов является производство инфраструктуры снабжения. Чтобы получить общенациональную сеть в Германии, требуется около 1000 водозаправочных станций.

В мире (по состоянию на май 2017 года) имеется около 274 заправочных станций водорода. В Германии их около 30, из которых только 7 — открыто. В сотрудничестве с Linde AG группа Daimler построит еще 20 водородных заправочных станций, чтобы вначале обеспечить непрерывные соединения на осях север-юг и восток-запад. → Смотри также: Водородная магистраль

Заправочная станция для водорода стоит от 1 до 1,5 миллионов евро.

Транспортные средства
Автомобили, автобусы, вилочные погрузчики, поезда, велосипеды PHB, канальные лодки, грузовые велосипеды, тележки для гольфа, мотоциклы, инвалидные коляски, корабли, самолеты, подводные лодки и ракеты могут уже работать на водороде в различных формах. НАСА использовало водород для запуска космических кораблей в космос. Рабочий автомобиль модели игрушек работает на солнечной энергии, используя регенеративный топливный элемент для хранения энергии в виде водорода и газообразного кислорода. Затем он может преобразовать топливо обратно в воду, чтобы выпустить солнечную энергию. С появлением гидравлического разрыва ключевая задача для автомобилей с водородным топливным элементом — это путаница потребителей и общественности в отношении принятия транспортных средств с водородом на водороде с тяжелыми скрытыми выбросами в ущерб экологически безопасным перевозкам.

Запись о скорости наземной скорости для транспортного средства с водородным двигателем в 286,476 миль в час (461,038 км / ч) была установлена ​​в Buckeye Bullet 2 Университета штата Огайо, которая достигла скорости полета «миль» 280,007 миль в час (450,628 км / ч) в Бонневилльских соляных квартирах в августе 2008 года. Запись в 207,297 миль в час (333,612 км / ч) была установлена ​​прототипом Ford Fusion Hydrogen 999 Fuel Race Car на Bonneville Salt Flats в августе 2007 года с использованием большого баллон для сжатого кислорода, чтобы увеличить мощность.

Автомобили
По состоянию на 2016 год на отдельных рынках доступны 3 водородные автомобили: Toyota Mirai, Hyundai ix35 FCEV и Honda Clarity.

В конце 2014 года Toyota запустила свой первый автомобиль для производства топливных элементов (FCV), Mirai, в Японии и начала продажи в Калифорнии, в основном в районе Лос-Анджелеса, в 2015 году. Автомобиль имеет диапазон 312 миль (502 км) и занимает около пяти минут, чтобы пополнить резервуар для водорода. Первоначальная цена продажи в Японии составляла около 7 миллионов иен (69 000 долларов США). Бывший президент Европейского парламента Пат Кокс предположил, что Toyota изначально потеряет около 100 000 долларов на каждый проданный Мирай. Многие автомобильные компании представили демонстрационные модели в ограниченном количестве (см. Список транспортных средств на топливных элементах и ​​Список транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания). Одним из недостатков водорода по сравнению с другими автомобильными топливами является его низкая плотность.

В 2013 году BMW арендовала водородную технологию от Toyota, а группа, созданная Ford Motor Company, Daimler AG и Nissan, объявила о сотрудничестве в области разработки водородной технологии. Однако к 2017 году Daimler отказался от разработки водородной техники, и большинство автомобильных компаний, разрабатывающих водородные автомобили, переключили свое внимание на электромобили с аккумулятором.

Автобусы
Автобусы топливных элементов (в отличие от автобусов с водородным топливом) проходят испытания несколькими изготовителями в разных местах, например, Ursus Lublin. Автобусный клуб топливной ячейки — это глобальное сотрудничество по тестированию шин на топливных элементах.

Трамваи и поезда
В марте 2015 года China South Rail Corporation (CSR) продемонстрировала первый в мире водородный топливный элементный трамвай на сборочном объекте в Циндао. Главный инженер дочерней компании КСО Sifang Co Ltd. Лян Цзянинь сказал, что компания изучает, как снизить текущие расходы на трамвай. Треки для нового автомобиля были построены в семи китайских городах. Китай планирует потратить 200 млрд. Юаней (32 млрд. Долл. США) на период до 2020 года, чтобы увеличить трамвайные пути до более чем 1200 миль.

В северной Германии в 2018 году были введены в эксплуатацию первые поезда Coradia iLint, работающие на топливных элементах; избыточная мощность сохраняется в литий-ионных батареях.

Велосипеды
В 2007 году Pearl Hydrogen Power Sources из Шанхая, Китай, представила водородный велосипед на 9-й Китайской международной выставке по газовой технике, оборудованию и приложениям.

Военные транспортные средства
Военная дивизия General Motors, GM Defense, фокусируется на транспортных средствах на водородном топливном элементе. Его SURUS (Silent Utility Rover Universal Superstructure) представляет собой гибкую электрическую платформу топливных элементов с автономными возможностями. С апреля 2017 года армия США тестировала коммерческий Chevrolet Colorado ZH2 на своих американских базах, чтобы определить жизнеспособность транспортных средств с водородным двигателем в тактических условиях военной миссии.

Мотоциклы и скутеры
ENV разрабатывает электрические мотоциклы, работающие на водородном топливном элементе, включая Crosscage и Biplane. Другие производители, как Vectrix, работают на водородных скутерах. Наконец, производятся водородно-топливные-электрические-гибридные скутеры, такие как скутер Suzuki Burgman с топливными ячейками. и FHybrid. Бургман получил одобрение «всего транспортного средства» в ЕС. Тайваньская компания APFCT провела уличный тест с использованием 80 моторизованных топливных элементов для Тайваньского бюро энергетики.

Квадроциклы и тракторы
H-Due от Autostudi Srl — это водородный четырехъядерный процессор, способный перевозить 1-3 пассажиров. Предложена концепция водородного трактора.

самолеты
Такие компании, как Boeing, Lange Aviation и Германский аэрокосмический центр, используют водород в качестве топлива для пилотируемых и беспилотных самолетов. В феврале 2008 года Boeing провела пилотируемый полет небольшого самолета, работающего на водородном топливном элементе. Также были протестированы беспилотные водородные плоскости. Для крупных пассажирских самолетов The Times сообщила, что «Boeing сказал, что водородные топливные элементы вряд ли будут приводить в действие двигатели больших пассажирских реактивных самолетов, но могут использоваться как резервные или вспомогательные силовые агрегаты на борту».

В июле 2010 года Boeing представила свой водородный двигатель Phantom Eye, работающий от двух двигателей внутреннего сгорания Ford, которые были преобразованы для работы на водороде.

В Британии реакционные двигатели A2 были предложены использовать термодинамические свойства жидкого водорода для достижения очень высокой скорости, дальнего (антиподального) полета, сжигая его в предварительно охлажденном реактивном двигателе.

Вилочные погрузчики
Автопогрузчик HICE или подъемный погрузчик HICE представляет собой промышленный вилочный погрузчик с двигателем внутреннего сгорания с водородным двигателем, используемый для подъема и транспортировки материалов. Первый вилочный погрузчик HICE на базе дизеля Linde X39 был представлен на выставке в Ганновере 27 мая 2008 года. Он использовал 2,0-литровый дизельный двигатель внутреннего сгорания мощностью 43 кВт (58 л.с.), преобразованный для использования водорода в качестве топлива с использование компрессора и непосредственный впрыск.

Топливный элементный вилочный погрузчик (также называемый подъемником топливного элемента) — промышленный вилочный погрузчик с питанием от топливного элемента. В 2013 году в США было использовано более 4000 топливных элеваторов, используемых при обработке материалов. Мировой рынок оценивался в 1 млн. Вилочных погрузчиков на топливных элементах в год на 2014-2016 годы. Флоты эксплуатируются компаниями по всему миру. Pike Research заявила в 2011 году, что вилочные погрузчики на топливных элементах будут крупнейшим драйвером спроса на водородное топливо к 2020 году.

Большинство компаний в Европе и США не используют вилочные погрузчики на нефтяной основе, поскольку эти транспортные средства работают в закрытых помещениях, где необходимо контролировать выбросы, а вместо этого использовать электрические вилочные погрузчики. Автопогрузчики на топливных элементах могут обеспечить преимущества по сравнению с аккумуляторными вилочными погрузчиками, поскольку они могут заправляться топливом за 3 минуты. Они могут использоваться в холодильных складах, так как их производительность не ухудшается при более низких температурах. Блоки топливных элементов часто проектируются как замена для замены.

Ракеты
Многие крупные ракеты используют жидкий водород в качестве топлива, с жидким кислородом в качестве окислителя (LH2 / LOX). Преимуществом водородного ракетного топлива является высокая эффективная скорость выхлопа по сравнению с двигателями керосина / LOX или UDMH / NTO. Согласно ракетному уравнению Циолковского, ракета с более высокой скоростью выхлопа использует меньше пропеллента для ускорения. Также плотность энергии водорода больше, чем любое другое топливо. LH2 / LOX также дает наибольшую эффективность в отношении количества потребляемого топлива, любого известного ракетного топлива.

Недостатком двигателей LH2 / LOX является низкая плотность и низкая температура жидкого водорода, что означает более крупные и изолированные и, следовательно, более тяжелые топливные баки. Это увеличивает структурную массу ракеты, что значительно уменьшает ее дельта-v. Другим недостатком является неудовлетворительная способность к хранению ракет LH2 / LOX: из-за постоянного сжигания водорода ракета должна подпитываться незадолго до запуска, что делает криогенные двигатели непригодными для МБР и других ракетных применений с необходимостью подготовки к короткому запуску ,

В целом, дельта-водородная стадия, как правило, мало отличается от таковой на плотной топливной стадии, но вес водородной стадии намного меньше, что делает ее особенно эффективной для верхних ступеней, поскольку они переносятся нижними этапы. Для первых этапов плотные топливные ракеты в исследованиях могут показать небольшое преимущество из-за меньшего размера транспортного средства и более низкого воздушного сопротивления.

LH2 / LOX также использовались в космическом челноке для запуска топливных элементов, которые питают электрические системы. Побочным продуктом топливного элемента является вода, которая используется для питья и других применений, для которых требуется вода в космосе.

Тяжелая тележка
В 2016 году компания «Никола Мотор» представила тяжелый грузовой автомобиль класса 8 с питанием от электромобиля мощностью до 320 кВтч. Никола планирует две версии грузовика с водородным двигателем, долгое путешествие Николы Одной и дневной кабины Николы Двое. United Parcel Service начала тестирование транспортного средства с водородным питанием в 2017 году. Американские гибриды, Toyota и Kenworth также объявили о планах по испытаниям водородных топливных ячеек класса 8.

Автомобиль внутреннего сгорания
Автомобили с двигателем внутреннего сгорания отличаются от автомобилей с водородным топливным элементом. Автомобиль внутреннего сгорания с водородом представляет собой слегка модифицированную версию традиционного бензинового двигателя с двигателем внутреннего сгорания. Эти водородные двигатели сжигают топливо таким же образом, что и бензиновые двигатели; основное различие заключается в выхлопном продукте. Сжигание бензина приводит к образованию двуокиси углерода и водяного пара, в то время как единственным продуктом выхлопа водорода является водяной пар.

В 1807 году Франсуа Исаак де Риваз разработал первый водородный двигатель внутреннего сгорания. В 1965 году Роджер Биллингс, затем ученик средней школы, преобразовал модель А для работы на водороде. В 1970 году Пол Диез запатентовал модификацию двигателей внутреннего сгорания, которые позволили бензиновому двигателю работать на водороде США 3844262.

Mazda разработала двигатели Ванкеля, сжигающие водород. Преимущество использования двигателя внутреннего сгорания, такого как Ванкель и поршневые двигатели, — это более низкая стоимость переоборудования для производства.

Вилочные погрузчики HICE были продемонстрированы на основе конвертированных дизельных двигателей внутреннего сгорания с прямым впрыском.

Топливная ячейка

Стоимость топливных элементов
Водородные топливные элементы относительно дороги для производства, поскольку их конструкции требуют редких веществ, таких как платина, в качестве катализатора. В 2014 году Toyota заявила, что представит свою Toyota Mirai в Японии менее чем за 70 000 долларов США в 2015 году. Бывший президент Европейского парламента Пат Кокс оценивает, что Toyota изначально потеряет около $ 100 000 на каждый проданный Mirai.

Условия замораживания
Проблемы в ранних конструкциях топливных элементов при низких температурах относительно дальности и холодного запуска были решены так, что они «больше не могут рассматриваться как демонстрационные пробки». Пользователи в 2014 году заявили, что их транспортные средства на топливных элементах безупречно работают при температурах ниже нуля даже при взрыве нагревателей без значительного сокращения диапазона. Исследования, использующие нейтронную рентгенографию при холостом статическом холоде, показывают образование льда в катоде, три стадии холодного пуска и ионную проводимость Нафиона. Параметр, определяемый как кулон заряда, также был определен для измерения возможности холодного запуска.

Срок службы
Срок службы топливных элементов сопоставим со сроком службы других транспортных средств. Срок службы PEM составляет 7 300 часов в условиях езды на велосипеде.

водород
Водород не является ранее существовавшим источником энергии, как ископаемое топливо, но сначала производится, а затем сохраняется как носитель, подобно аккумулятору. Предлагаемая выгода от широкомасштабного развертывания транспортных средств с водородом заключается в том, что это может привести к снижению выбросов парниковых газов и прекурсоров озона. Однако по состоянию на 2014 год из метана получают 95% водорода. Его можно производить с использованием возобновляемых источников, но это дорогостоящий процесс. Интегрированные ветро-водородные установки с электролизом воды изучают технологии для обеспечения достаточно низких затрат и количества, достаточного для конкуренции с традиционными источниками энергии.

По словам Ford Motor Company, «когда FCV работают на водороде, преобразованном из природного газа, используя этот процесс, они не обеспечивают значительных экологических выгод на основе« отлично на колесах »(из-за выбросов парниковых газов из процесса реформирования природного газа)». В то время как методы производства водорода, которые не используют ископаемое топливо, будут более устойчивыми, в настоящее время возобновляемая энергия представляет собой лишь небольшой процент генерируемой энергии, а электроэнергия, произведенная из возобновляемых источников, может использоваться в электрических транспортных средствах и для не транспортных средств.

Проблемы, связанные с использованием водорода в транспортных средствах, включают производство, хранение, транспортировку и распределение. Эффективность для водорода составляет около 25%. Более поздние анализы подтверждают это.

производство
Молекулярный водород, необходимый в качестве бортового топлива для транспортных средств с водородом, может быть получен многими термохимическими методами с использованием природного газа, угля (по способу, известному как газификация угля), сжиженного нефтяного газа, биомассы (газификация биомассы), посредством процесса, называемого термолизом, или в качестве микробного отхода, называемого биоводородным или биологическим производством водорода. 95% водорода производится с использованием природного газа, а 85% произведенного водорода используется для удаления серы из бензина. Водород можно также получать из воды электролизом при рабочей эффективности в диапазоне 50-60% для меньших электролизеров и около 65-70% для больших растений. Водород также может быть получен путем химического восстановления с использованием химических гидридов или алюминия. Современные технологии получения водорода используют энергию в различных формах, составляющую от 25 до 50 процентов от более высокой теплотворной способности водородного топлива, используемого для производства, сжатия или сжижения и передачи водорода по трубопроводу или грузовику.

Экологические последствия производства водорода из ископаемых энергетических ресурсов включают выбросы парниковых газов, что также может быть связано с бортовой риформинг метанола в водород. Анализ сопоставления экологических последствий производства и использования водорода в транспортных средствах на топливных элементах для переработки нефти и сжигания в обычных автомобильных двигателях не согласуется с тем, приведет ли к чистому сокращению выбросов озона и парниковых газов. Добыча водорода с использованием возобновляемых источников энергии не создаст таких выбросов, но масштабы производства возобновляемой энергии должны быть расширены для использования в производстве водорода для значительной части потребностей в транспортировке. По состоянию на 2016 год 14,9 процента электроэнергии в США было произведено из возобновляемых источников. В нескольких странах возобновляемые источники используются более широко для производства энергии и водорода. Например, Исландия использует геотермальную энергию для производства водорода, а Дания использует ветер.

Место хранения
Сжатый водород в резервуарах с водородом при 350 бар (5000 фунтов на квадратный дюйм) и 700 бар (10 000 фунтов на квадратный дюйм) используется для систем водородных резервуаров в транспортных средствах на основе углеродсодержащей технологии типа IV.

Водород имеет очень низкую объемную плотность энергии при окружающих условиях, что примерно на одну треть меньше, чем у метана. Даже когда топливо хранится в виде жидкого водорода в криогенном резервуаре или в резервуаре для хранения сжатого водорода, объемная плотность энергии (мегаджоули на литр) мала по сравнению с бензином. Водород имеет в три раза большую удельную энергию по массе по сравнению с бензином (143 МДж / кг против 46,9 МДж / кг). В 2011 году ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории и Университета штата Алабама, работающие с Министерством энергетики США, обнаружили одностадийный метод перезарядки аммиачного борана, соединения для хранения водорода. В 2018 году исследователи из CSIRO в Австралии оснастили Toyota Mirai и Hyundai Nexo водородом, отделенным от аммиака, с использованием мембранной технологии. Аммиак легче транспортировать в танкерах, чем чистый водород.

инфраструктура
Водородная инфраструктура состоит из заправочных станций, оборудованных водородом, которые снабжаются водородом через прессованные водородные трубные прицепы, цистерны с жидким водородом или специализированное производство на месте, а также некоторые промышленные водопроводные трубопроводы. Распределение водородного топлива для транспортных средств по всей территории США потребует новых водородных станций, которые будут стоить от 20 миллиардов долларов США (4,6 миллиарда в ЕС). и половина триллионов долларов в США.

По состоянию на 2018 год в США было 40 общедоступных станций по заправке водорода, большинство из которых находятся в Калифорнии (по сравнению с 19 000 электрозарядов). К 2017 году в Японии было 91 водородный заправочный пункт.

Коды и стандарты
Коды и стандарты водорода, а также коды и технические стандарты для безопасности водорода и хранения водорода были определены как институциональный барьер для внедрения водородных технологий и развития водородной экономики. Чтобы обеспечить коммерциализацию водорода в потребительских продуктах, новые кодексы и стандарты должны разрабатываться и приниматься федеральными, государственными и местными органами власти.

безопасности
Автомобили с водородным двигателем не более опасны, чем транспортные средства на бензине или газе. Водород является очень летучим газом из-за его низкой плотности. Он быстро испаряется на открытом воздухе. Обеспечьте достаточную вентиляцию в ограниченном пространстве, поскольку она воспламеняется в широком диапазоне 4 — 75 об.% (Бензин: 0,6-8 об.%). Кислородные / водородные смеси, содержащие менее 10,5% водорода по объему, тяжелее воздуха и опускаются на дно. Сегрегация происходит не напрямую, так что воспламеняемость сохраняется до тех пор, пока она не опустится ниже предела 4% по объему. При обращении с водородом, правила безопасности и системы вентиляции должны учитывать это поведение.

Бензин — это жидкость, которая медленно испаряется. Пары легковоспламеняющихся бензинов тяжелее воздуха и остаются на земле в течение более длительного времени, и период времени, в течение которого они могут воспламениться, длиннее.

Если водород выделяется в закрытых помещениях, возникает повышенный риск взрыва, например. B. в гаражах или туннелях. Здесь необходимо обеспечить повышенную вентиляцию и, возможно, дополнительные меры безопасности.

Предел детонации водорода составляет 18%. Бензин взрывается гораздо раньше, уже при концентрации 1,1%. Для того, чтобы произошел взрыв или пожар вообще, в обоих случаях возникла возникшая воспламенившаяся топливно-воздушная смесь. В случае водорода это требует более низкой энергии 0,02 мДж, чем бензин (бензин: 0,24 мДж), но на практике это не имеет значения, потому что даже энергия электрической искры достаточна для воспламенения паров бензина.

Бензин имеет значительно более низкую температуру воспламенения (220-280 ° C), чем водород (585 ° C), что облегчает воспламенение на горячих поверхностях, таких как выпускной коллектор или катализатор.

После воспламенения водород горит при более высокой скорости горения, чем бензин. Пламя движется круто вверх с небольшим диаметром, если утечка находится в верхней части бака.

Водородное пламя имеет меньше теплового излучения, чем пламя бензина. В дополнение к водородному пламени, поэтому он менее горячий, чем рядом с бензиновым пламенем — преимущество заключается в том, что смежные предметы такие. B. Автомобильные сиденья не так легко загореться. Кроме того, люди, которые находятся вблизи пламени, с меньшей вероятностью страдают от ожогов. Однако водородное пламя едва видно. Таким образом, существует риск недобровольного участия.

Напорные баки, используемые сегодня, удерживают (в отличие от бензиновых танков) даже тяжелые аварии без ущерба. Водородные транспортные средства с напорными резервуарами можно легко припарковать в гаражах и подземных гаражах. Нет никаких правовых положений, ограничивающих это. Напротив, транспортные средства с жидким водородом не должны храниться в закрытых помещениях, так как дегазация может вызвать накопление взрывчатого газа.

Основной проблемой хранения водорода является утечка. Водородные резервуары и трубопроводы должны быть связаны с z. Так как более низкий диаметр молекулярного диаметра природного газа или пропана и бутана намного лучше уплотняется. Некоторые материалы непригодны, потому что они проницаемы для водорода. Утечки не только приводят к высоким транспортным потерям, но создают угрозу безопасности, когда газ накапливается и образует водородно-воздушную смесь. Вот почему водородные цистерны и трубы изготовлены из специальных пластмасс, которые в значительной степени предотвращают диффузию. Такие системы должны быть одобрены TÜV. Предпочтительно, чтобы водород выходил вверх из-за его низкой плотности и не собирался в углублениях, в отличие от паров бензина, пропана или бутана.

Сравнение с другими типами альтернативных топливных транспортных средств
Водородные транспортные средства конкурируют с различными предлагаемыми альтернативами современной инфраструктуре транспортных средств, работающих на ископаемом топливе.

Подключаемые гибриды
Подключенные гибридные электромобили или PHEV — это гибридные транспортные средства, которые могут быть подключены к электрической сети и содержать электродвигатель, а также двигатель внутреннего сгорания. Концепция PHEV дополняет стандартные гибридные электромобили с возможностью перезарядки их батарей из внешнего источника, что позволяет увеличить использование электродвигателей автомобиля, уменьшая их зависимость от двигателей внутреннего сгорания. Инфраструктура, необходимая для зарядки PHEV, уже установлена, и передача мощности от сети к машине составляет около 93%. Это, однако, не является единственной потерей энергии при передаче мощности от сетки к колесам. Преобразование AC / DC должно происходить от сети переменного тока сети до постоянного тока PHEV. Это примерно на 98% эффективнее. Затем необходимо зарядить аккумулятор. По состоянию на 2007 год литий-фосфатная батарея лития была между 80-90% эффективна при зарядке / разрядке. Батарею необходимо охладить; батарея GM Volt имеет 4 кулера и два радиатора. По состоянию на 2009 год «общая эффективность использования колес для автомобилей с водородным топливным элементом, использующая возобновляемую электроэнергию, составляет примерно 20% (хотя это число может возрасти до 25% или немного выше с тем, чтобы добиться нескольких технологических прорывов, необходимых для что позволяет экономить водород). Эффективность зарядки бортовой батареи и ее разрядка для запуска электродвигателя в PHEV или EV составляет 80% (и может быть выше в будущем) — четыре раза более эффективными, чем существующие пути транспортных средств на топливных элементах с водородным топливом ». В статье 2006 года в Scientific American утверждается, что PHEV, а не водородные транспортные средства, станут стандартом в автомобильной промышленности. Исследование, проведенное в декабре 2009 года в UC Davis, показало, что в течение их жизни PHEV будут выделять меньше углерода, чем нынешние автомобили, в то время как водородные автомобили будут выделять больше углерода, чем бензиновые автомобили.

Природный газ
На сжиженном природном газе (CNG), HCNG или СПГ на сжиженном природном газе (автомобили с природным газом или NGV) используют метан (природный газ или биогаз) непосредственно в качестве источника топлива. Природный газ имеет более высокую плотность энергии, чем газообразный водород. НГП, использующие биогаз, почти нейтральны к углероду. В отличие от транспортных средств на водороде, автомобили СПГ были доступны в течение многих лет, и имеется достаточная инфраструктура для обеспечения как коммерческих, так и домашних заправочных станций. Во всем мире к концу 2011 года насчитывалось 14,8 млн. Автомобилей для природного газа. Другое использование природного газа заключается в реформировании пара, которое является обычным способом получения газообразного водорода для использования в электромобилях с топливными элементами.

Всеэлектрические транспортные средства
В статье «Обзор технологий 2008 года» говорилось: «Электрические автомобили и гибридные автомобили с плагинами — имеют огромное преимущество перед транспортными средствами на водородном топливном элементе при использовании низкоуглеродного электричества. Это из-за присущей неэффективности всего процесса заправки водородом, от генерируя водород с этим электричеством для транспортировки этого диффузного газа на большие расстояния, получая водород в машине, а затем запуская его через топливный элемент — все с целью превращения водорода обратно в электричество для привода того же самого точного электродвигателя, найду в электромобиле ». Термодинамически каждый дополнительный шаг в процессе преобразования снижает общую эффективность процесса.