Первый вариант основан на способности водорода образовывать с металлами нестойкие соединения - гидриды. При определенных условиях эти соединения распадаются с высвобождением свободного водорода. Может использоваться, например, лантан-никелевый гидрид LaNi5H6. Контейнер с этим гидридом, содержащий 0,5 кг водорода, имеет массу 40...45 кг. Следовательно, удельная энергоемкость такого бака 1100.1300 кДж/кг (как и у стального баллона).
Таблица. Удельная энергоемкость топлива в расчете на 1 кг массы системы хранения
Способ хранения или получения водорода | Удельная энергоемкость, кДж/кг | |
Газ под давлением в баллонах | стальных | 1000.1200 |
пластиковых и металлопластиковых | 2000.2500 | |
Жидкий водород в криогенном баке | 6800.7200 | |
Металлогидридный аккумулятор | 1000.4000 | |
Гидрореагирующие сплавы | 3400.3800 | |
Жидкое топливо | 30 000 | |
Более легкий магниево-никелевый гидрид Mg2NiH4 обеспечивает удельную энергоемкость порядка 4000 кДж/кг. Температура диссоциации этого гидрида составляет 287 °С, поэтому гидридный аккумулятор должен обогреваться отработавшими газами двигателя. При этом могут возникнуть трудности с подачей водорода при малых нагрузках, когда температура газов недостаточно высока.
Возможно также производство водорода на основе реакции воды с гидрореагирующими сплавами. Это сплавы легких металлов с присадками, обеспечивающими ускоренное протекание физико-химических процессов. Реакции воды с алюминием и магнием имеют вид:
2Al + 6H20 = 2Al(OH)3 + 3H2;
Mg + 2H20 = Mg(OH)2 + H2.
Следовательно, для производства 1 кг водорода требуется 9 кг алюминия или 12 кг магния. Кроме того, в реакциях используется 18 кг воды на 1 кг водорода. Таким образом, удельная энергоемкость составит (без учета массы деталей, входящих в реакторную систему), соответственно, 3800 и 3400 кДж/кг.
Достоинством хранения водорода в химически связанном виде является высокая безопасность. Поскольку высвобождаемый водород немедленно сжигается в двигателе, то количество свободного газа в системах автомобиля, который образует с воздухом взрывоопасную смесь, - минимально.
Приобететение доступа к файлам
ВНИМАНИЕ: Данная информация получена путем сканирования, цифровой обработки физических носителей или обмена с неравнодушными пользователями. Она не имеет отметок грифа секретности и тайны, если вы считаете, что эта информация нарушает Ваши авторские или другие права. Незамедлительно сообщите администратору для удаления ее из портала.