СПбГПУ ИПММ Презентация на тему: «Водород-топливо будущего» Выполнил: Студент первого курса группы 13604/1 Смирнов Александр СПбГПУ ИПММ Презентация на тему: «Водород-топливо будущего» Выполнил: Студент первого курса группы 13604/1 Смирнов Александр Санкт-Петербург 2013 г.

Оглавление : Введение Тезис «Водород-Топливо будущего» Сравнение видов топлива Водородные ДВС o Принцип работы двигателя «Первооткрыватель» Двигатели с водородными топливными элементами o Принцип работы двигателя o Принцип работы топливного элемента Сравнение двигателей Заключение Список использованной литературы

Немного об экологии.

Распределение энергии по атмосфере Земли Именно автомобильный выхлоп СО2 является тем самым постоянно действующим источником, который создает избыток тепла в околоземной поверхности и поддерживает оранжерейный эффект на территории, не позволяя воздуху очиститься от парниковых газов. Но для глобальности этого недостаточно, так как площадь местности с избытком автомобильных газов (и других источников антропогенного тепла) мала по сравнению с общей поверхностью земного шара. Конечно, в создании оранжерейного газа участвуют все источники выработки СО2, но основную роль играют автомобили, которые развозят его по всей поверхности материка и которых достаточно много, так что «оранжерейные одеяла» теперь большие и почти не имеют атмосферных дыр для излучения накопленного Землей тепла. Превышение критического числа автомобилей через несколько лет приведет к термической катастрофе.

«Водород-Топливо будущего»

Водородный транспорт? Водородный транспорт это различные транспортные средства, использующие в качестве топлива водород. Это могут быть транспортные средства как с двигателями внутреннего сгорания, так и с водородными топливными элементами.

Сравнение видов топлива. 1 – бензин; 2 – бензин + продукты его конверсии; 3 – бензин + Н2; 4 – сжиженный нефтяной газ; 5 – сжатый природный газ; 6 – метанол; 7 – метанол +Н2; 8 – синтез – газ (Н2 + СО); 9 – водород (Н2).

Водородные ДВС.

Принцип работы. Цикл работы ДВС остается прежним, то есть : 1)Впуск; 2)Зажигание; 3)Рабочий ход; 4)Выхлоп. Меняется только рабочее тело ( с бензина на гремучий газ (смесь воздуха с водородом )),а выхлопом становится водяной пар.

«Первооткрыватель» Франсуа Исаак де Риваз.

Франсуа Исаак де Риваз ( гг.). Швейцарский инженер и изобретатель Исаак де Риваз занимался созданием двигателя, способного работать на смеси водорода и кислорода. В 1807 году он подал заявку на патент под названием «использование взрыва светильного газа или иных взрывающихся материалов, как источника энергии в двигателе». И в том же году построил самодвижущийся экипаж, приводимый в движение подобным мотором.

Двигатели с водородными топливными элементами.

Принцип Работы.

Принцип работы топливного элемента.

Автомобили на водороде: ДВС против топливных элементов. Что же лучше ?

Сравнительная таблица Признак сравнения Топливный элемент Водородный ДВС КПД КПД >45% ( max 57 %) 45% Простота обслуживания Присутствует (меньше трущихся деталей, нет необходимости в сложной системе топливоподачи, смазке, охлаждения, сложной трансмиссии) Равна обычному ДВС Производимый шумминимален Равен обычному ДВС Безопасность Т.Э > Водородный ДВС Экологичность Выхлоп только вода Выхлоп также вода, но в процессе роботы ещё продукты горения смазок, масел и т.д. Габариты Увеличиваются из-за аккумуляторов и преобразователей тока Чуть больше обычного ДВС из-за замены топливной системы Стоимость Высокая, но идет уменьшение Чуть больше обычного ДВС

Заключение У водорода есть два неоспоримых плюса: - высокая удельная теплота сгорания, - отсутствие токсичных выхлопов. Ведь продуктом сгорания водорода является вода! Минусов значительно больше. Впрочем, скорее всего, это только пока: - несовершенные технологии хранения водорода. (водород хранится в жидкой форме при температуре минус 253 гр. Цельсия) - высокая себестоимость водорода (Цена 8 евро за литр(300 руб.)) - сложный процесс получения водорода в промышленных масштабах, в процессе которого выделяется все тот же СО, - высокая стоимость водородной силовой установки и сложность ее обслуживания, - взрывоопасность водородно-воздушной смеси. - отсутствие развитой структуры водородных заправочных станций($1 млн на одну заправочную станцию, в то время как комплект оборудования для бензиновых заправочных станций стоит в среднем $ тыс.)

Так кто же победил ? Ну, кажется, на водороде, как топливе ближайшего будущего, можно смело поставить крест. Да, скорее всего он станет применяться в двигателях внутреннего сгорания, через пару десятков лет. И вот теперь появляется вопрос. «Неужели за более чем сто лет существования автомобильного транспорта человечество так и не нашло достойной замены бензину?» Только не пытаемся ли мы изобрести велосипед? Ведь КПД бензинового двигателя внутреннего сгорания всего около 35%, а более 80% процессов, происходящих в цилиндрах, остаются неизученными и по сей день. То есть даже старый добрый, всем привычный бензиновый ДВС имеет еще огромный потенциал для изучения и его совершенствования.

Список использованной литературы : «Автомобиль как фактор глобального потепления» В.И. Голубев, кандидат технических наук Статья «Работа двигателя внутреннего сгорания на водороде» П.В. Дружинин, В.А. Мельников, ВИТУ, Санкт-Петербург, С.Н. Журавлев, ЦОПУ КС МО РФ, Москва, А.А. Дегтярев, 104 УНР, Санкт-Петербург Статья «Перспективы использования водородного двигателя на транспорте» Павличенко Д., Лю Е Статья «Перспективы развития транспортной водородной энергетики в Российской Федерации» Ипатов А.А., Каменев В.Ф., Хрипач Н. А ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ»

Спасибо за внимание!