Уральский водород

Уральский межрегиональный научно-образовательный центр «Передовые производственные технологии и материалы» был создан в рамках национального проекта «Наука» с целью проведения прикладных научных исследований и разработок на мировом уровне. Один из важнейших проектов, с которыми сейчас работает УМНОЦ, – это создание водородного двигателя.

Разработка альтернативных, прежде всего экологичных, технологий для получения энергии – задача сверхактуальная. Тем более в условиях повышения цен на привычные энергоносители – уголь, нефть и их производные.

Уже существует масса изобретений в области транспорта на альтернативных двигателях. Например, прекрасной альтернативой электромобилям может стать автомобиль на «вечных» батареях. Топливо такой машине не требуется, и частые подзарядки тоже… Американский дизайнер Лорен Кулесус создал проект автомобиля Cadillac WTF (Cadillac World Thorium Fuel), работающего на радиоактивных батареях, которые могут в среднем прослужить целых сто лет.

В качестве источника питания в машине используется химический элемент торий. На техосмотры ее придется отправлять не чаще чем раз в пять лет, так как она оснащена 24 узкими колесами, которые расположены в четыре ряда по шесть штук, что существенно снижает износ покрышек. Правда, ездить на таком авто можно будет только в сухую погоду в связи с особенностями работы радиоактивных батарей…

Понятно, что автокомпании конкурируют друг с другом за выпуск самого экологичного автомобиля. А почему бы не изобрести модель, которая не только не загрязняла бы атмосферу, но еще и сама ее очищала? Такую идею попытался воплотить Green Apple. Внутри воздухосборников автомобиля находятся мини-турбины, во время езды вырабатывающие электричество, и фильтры, на выходе очищающие воздух. Не исключено, что очень скоро мы вообще забудем о таком понятии, как выхлопные газы…

Но дело в том, что подобные технологии очень дороги в производстве. То есть чтобы получить автомобиль, который будет работать на солнечной энергии или очищать воздух, требуется затратить очень много средств. Поэтому необходимо придумать нечто другое, относительно дешевое. То, что можно поставить на поток.

Оптимизм ученых, уже много лет подряд обещающих потребителям практически неограниченную и сказочно дешевую энергию «холодного синтеза», похоже, сошел на нет. Пафосные заявления о том, что вот-вот холодный синтез станет основным способом получения энергии, уже не звучат: проблема оказалась или слишком сложной, или, возможно, даже неразрешимой…

Сегодня у человечества есть генераторы, вырабатывающие электричество из ветра, воды и солнечного излучения, водородные двигатели, не производящие вредных выбросов в атмосферу. Проводятся эксперименты по переработке в энергию бытовых отходов.

Водородные двигатели появились вообще-то довольно давно, и их вполне можно отнести к категории «хорошо забытое старое». В 1806 году французский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз разработал первый двигатель внутреннего сгорания на водороде, который он получал при помощи электролиза воды. В 1941 году в блокадном Ленинграде вместо дефицитного бензина решили использовать для работы заградительных аэростатов воздушно-водородную смесь. Также в осажденном городе на водород перешли около 600 автомобилей.

В наши дни производством автомобилей на водородном топливе занимаются многие зарубежные компании – Toyota, Honda, Hyundai, Daimler, Audi, BMW, Ford, Nissan и др. В 2017 году в Германии начал курсировать первый водородный поезд Coradia iLint производства компании Alstom.

В этом году в Абердине, Шотландия, были введены в эксплуатацию первые в мире двухэтажные автобусы с водородным двигателем. А в Институте транспорта и инфраструктурных систем Fraunhofer (Германия) недавно был создан прототип гибрида трамвая и автобуса AutoTram, оснащенный водородным топливным элементом производства компании Ballard Power Systems. Также в нынешнем году французские регионы Овернь – Рона – Альпы, Бургундия – Франш-Конте, Гранд Эст и Окситания закупили у компании Alstom 12 гибридных электропоездов, способных получать электричество как от контактной сети, так и от водородных топливных элементов.

В России первые двигатели, работающие на водороде, разрабатывались в 80‑х годах прошлого века в конструкторском бюро Н.Кузнецова (Самара). Они предназначались для пассажирских самолетов Туполева и успели пройти стендовые испытания в составе борта Ту-155. Но распад СССР не дал довести работы до конца.

Так что проект УМНОЦ является довольно новаторским и уж точно перспективным. В консорциум, который им занимается, вошли холдинг «Синара – Транспортные машины», Уральский федеральный университет, Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН, Агентство по технологическому развитию, а также компания «Адванс Инжиниринг».

«Мы подписали соглашение о разработке двигательной установки для городского транспорта и подвижного состава для нужд «Синара – Транспортные машины», эта компания – наш индустриальный партнер, – рассказывает ректор УрФУ Виктор Кокшаров. – У нас есть наработки в области водородной энергетики, в частности, в создании двигателей на твердооксидных топливных элементах совместно с Институтом высокотемпературной электрохимии УрО РАН. И мы свои кадры будем готовить для этого. Надеюсь, что в ближайшее время Уральский НОЦ с помощью «Синары» сможет с конкретными технологиями выходить на рынок».

Фирма «Адванс Инжиниринг» в свою очередь будет отвечать за продвижение услуг и программное обеспечение в сфере транспортного машиностроения. Таким образом, в рамках одного проекта идут и разработка технологий, и подготовка необходимых квалифицированных кадров, и продвижение этих технологий.

Ирина ШЛИОНСКАЯ