Что такое водородный автомобиль

Что такое топливный элемент

Транспорт на топливных элементах (FCEV, или Fuel Cell Electric Vehicle) схож с электромобилями. Отличие в том, что электрокары нужно заряжать от розетки, а водородные автомобили возят электростанцию с собой. Это и есть топливный элемент — электрохимическая система, которая преобразует частицы водорода и кислорода в воду благодаря химической реакции внутри. Топливо же для системы хранится в нескольких баках. Обычно они устанавливаются под днищем.

Топливный элемент BMW i Hydrogen NEXT

Как работает FCEV

В движение FCEV приводится электромотором. Питаться он может от небольшой буферной батареи на борту или непосредственно от топливного элемента. Внутри нее происходит химическая реакция между водородом и воздухом, а точнее, тем 21% кислорода, который содержится в атмосферном воздухе. В результате реакции вырабатывается электричество, используемое для питания автомобиля, а также тепло и вода, выбрасываемые через выхлопную трубу.

Схема устройства водородного автомобиля с топливным элементом

Преимущества топливных элементов

Как и привычные электрокары, водородные автомобили сохранили все преимущества этого вида транспорта. Они бесшумные, с хорошей динамикой разгона и не выбрасывают вредные вещества в атмосферу. Основных отличий от электромобиля два.

Заправочная горловина прототипа BMW 5 Series Gran Turismo Hydrogen Fuel Cell eDrive
  • Быстрая заправка. На подзарядку электрокара требуется от 30 минут до нескольких часов, а пополнить запасы водорода в баке можно за 3–4 минуты.
  • Стабильный запас хода. Расстояние, которое способен преодолеть FCEV на одном баке водорода, никак не зависит от температуры за бортом. Иными словами, в мороз запас хода не уменьшается.

Что тормозит быстрое внедрение

Время заправки — однозначный плюс FCEV, но доступность топлива на дороге — минус. В Германии, к примеру, на всю страну пока насчитывается менее 80 водородных заправок, а в США — 40. Стараниями BMW Group и других автопроизводителей количество станций в Германии к 2025 году планируется довести до 400, но даже в этом случае остаются вопросы к развитию сети заправок за пределами страны.

Водородная заправочная станция

В Европе стоимость 1 килограмма водорода доходит до $12,2. Такого количества топлива хватает на 100 км пробега, то есть заправлять автомобиль водородом примерно вдвое дороже, чем заряжать электромобиль дома. В обозримом будущем стоимость H2 планируется снизить до $5,6 за килограмм. Это должно произойти к 2030 году.

Устройство водородного BMW i Hydrogen NEXT

Сегодня производство топливных ячеек в лучшем случае мелкосерийное, а значит, дорогое. Но даже при увеличении объемов цены останутся на достаточно высоком уровне. Одна из причин — потребность в платине. Этот драгоценный металл, который оценивается примерно в $32 за 1 грамм, служит катализатором для химической реакции.

Топливный элемент BMW i Hydrogen NEXT. В каждом из таких устройств может содержаться от 30 до 60 грамм платины

Опасны ли водородные автомобили?

Из школьного курса химии мы знаем, что смешение газообразного водорода и кислорода, содержащегося в воздухе, создает взрывоопасную смесь. За годы технологии хранения водорода шагнули далеко вперед, да и в толстостенных баках FCEV, а также на заправках топливо хранится в менее опасной жидкой форме. Результаты многочисленных краш-тестов показали, что в ДТП баки с водородом остаются целы и невредимы.

Нужны ли водородомобили?

Технология водородных автомобилей относительно молодая, но специалисты видят в ней большой потенциал. FCEV не замена привычных электромобилей, а дополнение. Водородные автомобили позволят клиентам BMW Group выбирать модель в зависимости от нужд и предпочтений, а также приблизят автомобильную отрасль к устойчивой и экологичной мобильности.

Прототип, созданный на платформе гибридного спорткара BMW i8 в 2012 году. Автомобиль оснащен 268-сильной силовой установкой и баком, рассчитанным на 480 км пробега

Когда BMW на топливных элементах появится в продаже

Сегодня у BMW Group нет серийных водородных автомобилей, но с 2015 года по дорогам колесит партия тестовых 5-Series GT, а в сентябре 2019 года концерн представил публике концептуальный BMW i Hydrogen Next. Это прообраз серийного BMW X5 с силовой установкой на топливных элементах, который появится в 2022 году. По оценкам специалистов BMW, настоящий рассвет водородного транспорта придется на 2025 год.