Массовое производство автомобилей с водородным двигателем. Неужели прорыв?
Около десяти лет назад, а может около двадцати или сорока, существовало нечто большое и светлое, во что хотелось верить, но что постоянно ускользало – водородная экономика. Смысл этой идеи сводился к использованию водорода как энергоносителя. Баланс преимуществ и недостатков водорода находится между электричеством и углеводородами: как электричество, это чистый энергоноситель с экономически невыгодным хранением; как углеводороды, это компактно упакованная энергия со склонностью к пожарам и взрывам в руках обычных людей; но самое интересное, ради чего все были согласны терпеть (недолго) и страдать (несильно) – водород позволяет получать электроэнергию при окислении в топливном элементе. В результате ничего не получилось: концепция водородных заправок наводит ужас на любого образованного человека, а концепция водородных баков наводит ужас на инженеров и руководство компаний, которые умеют только сжижать и сжимать.
Прошло тысяча несколько лет водородной безысходности, японцы выкатили несколько водородных машин, которые никого особо не интересуют из-за принципиального отсутствия инфраструктуры, и вот внезапно мрачный немецкий гений тихо решил Самую Большую Проблему водорода, но почти никто об этом не знает.
Эти страшные люди придумали процесс, при котором обычная коммерчески производимая молекула C21H20 поглощает 9 молекул водорода при помощи катализатора, поглощая 10 кВт-ч тепла на 1 кг водорода при скромных 5 МПа, причём процесс поглощения экзотермический и отдаёт небесполезное тепло с температурой 150°С. В результате процесса получается молекула, которая плохо горит, не взрывается, нетоксична и не считается опасной, может привычно плескаться в обычном топливном баке при температурах от -30°С до +360°С, и много месяцев храниться без потери водорода. Чтобы водород из неё изъять, требуется то же количество тепла, тоже катализатор, и температура 300°С для эндотермического процесса. Поскольку водород проходит через два столь специфических процесса, на выходе он должен быть очень чистым, что очень полезно для топливных элементов и создающих их людей.
В результате создана возможность заряжать 624 м³ (~56 кг) водорода в каждый кубометр этого вещества, что соответствует нереальному и несколько небезопасному баллону с водородом под давлением более 2000 атмосфер. Доступные варианты аппаратуры позволяют обеспечить непрерывную эквивалентную мощность от 30 кВт до 1 МВт, и ёмкость 2 МВт-ч на м³ вещества. В отличие от широко известных в узких кругах изобретателей, аппаратура для зарядки и разрядки водорода по этой технологии таки реально поместилась в 10ф, 20ф или 40ф контейнеры, а химия всех процессов не подрывает ни одной основы. Это незаметная, но настоящая революция, и незаслуженная радость для всех любителей гигантских флюгеров и фотоэлементов, а также желающих незаметно для мытарствующих органов подзаработать на арбитраже дневных и ночных тарифов на электроэнергию на швейцарско-немецкой границе.
Вариант на 30 кВт при правильной конструкции мог бы стать бытовым, а 100~200 кВт, при некоторых инвестициях со стороны японских автопроизводителей – автомобильным. Хитрожумный Элон Маск со своей гигафабрикой уже может подождать в саду камней. Остаётся лишь один нетривиальный и пока незамеченный аспект применения изобретения: водородно-электрическая авиация. Вот там может быть самый главный приз, особенно в наиболее высокоскоростных применениях, где нужная для процесса высокая температура обычно считается проблемой, а не источником полезной энергии.
В аспекте инфраструктуры, процессы и аппараты легко вписываются в систему существующих нефтеперерабатывающих заводов и других производящих водород производствах. В результате заряженное водородом вещество может уезжать в цистернах в точки распространения, и возвращаться обратно на производство для перезарядки.
Технические подробности на первоисточнике в комментариях.
