В разгара на енергийния преход има двигатели, които отказват да се сбогуват с буталата. Водородните с вътрешно горене набират популярност като евтина алтернатива на сложните и скъпи горивни клетки. И не става въпрос за добре познатите водородни електромобили, а за традиционни двигатели, модифицирани да изгарят водород в горивната камера. Път, който обещава да спаси звука, механиката и емоциите на традиционните двигатели, като същевременно елиминира емисиите на CO2 в ауспуха.
Защо BMW се отказа преди 20 години
Идеята за изгаряне на водород в традиционен двигател не е нова. BMW започна да експериментира с това още през 1979 г. Между 2006 и 2008 г. Баварският производител удиви света, като пусна на пътя Hydrogen 7 – лимитирана серия на флагмана си, оборудвана с мощен 6,0-литров бивалентен V12 двигател (бензин/водород). През 2009 г. обаче мюнхенската компания реши да се откаже от проекта, за да се съсредоточи върху електрически автомобили с батерии.
Причините за провала бяха свързани с технологичните ограничения по онова време. Енергийната ефективност беше много ниска: задвижван от водород, този гигантски V12 даваше мощност само 260 к.с. срещу 445 к.с. на бензиновата версия. Освен това водородът – пуснат във всмукателните канали, имаше склонност да се запалва преждевременно, причинявайки опасни обратен взрив. Накрая - резервоарите за течен водород, съхраняван при температура -253 °C, бяха тежки, скъпи и газът се изпаряваше постепенно, ако колата стои неподвижна няколко дни.
Какво се е променилo
Ако преди 20 години това беше задънена улица, защо днес водородът в двигателите с вътрешно горене се е превърнал в конкретно и жизнеспособно решение? Отговорът се крие в гигантските крачки, постигнати от електронното инженерство, плюс напредъка в материалите и енергийните системи:
В старите двигатели водородът се смесваше с въздух преди да влезе в цилиндъра. Днес се инжектира при много високо налягане директно в горивната камера, едва след като всмукателните клапани са затворени. Това напълно елиминира риска от предварително запалване и ретроспекции.
Тъй като водородът е изключително лек и запалим, е необходим много въздух, за да се постигне ефективно горене и да се освободят конски сили. Приемането на модерни турбокомпресори или усъвършенствани обемни компресори позволява по-добро управление на много бедни смеси. Последните разработки (като тези на Bosch, на база Maserati) показват, че съвременен водороден двигател може да надвиши мощност 400 к.с., без да губи ефективност.
Гъвкавост и икономия
За разлика от горивните клетки, които изискват 99,99% чист водород (много скъп за производство), двигателите с горене понасят високи примеси или смеси с други газове. Освен това, водородният двигател струва около 1/10 от цената на горивната клетка, като може да използва до 80% от механичните компоненти, леярните и поточните линии за традиционни двигатели.
Компанията, която инвестира най-активно в тази технология, е Toyota, която винаги е била твърд поддръжник на мултитехнологичния подход към декарбонизация. За да ускори разработката, японският производител използва експериментален GR Corolla с водороден двигател с вътрешно горене в серията Super Taikyu endurance в Япония от 2021 г., постигайки представяне, сравнимо с бензиновите конкуренти.
Истинската повратна точка настъпи с експериментите с водород в течно състояние, които гарантираха много по-голяма автономия от компресирания газ. За да управляват криогенните температури, инженерите на Toyota дори са успели да интегрират помпа, оборудвана със свръхпроводящ двигател, директно в резервоара.
Екстремните тестове в моторните спортове служат за разработване на технология, която през следващите години може да намери идеално приложение не само при състезателни автомобили, но най-вече при тежки търговски превозни средства и пикапи (като прототипите на Hilux), в контексти, в които традиционните батерии тежат твърде много и изискват време за зареждане, несъвместимо с работните нужди. Бъдещето на мобилността може да не е изцяло захранвано от батерии: добрият стар бутален двигател все още има достатъчно сили, за да се справи.
Kawasaki – от генератори до "Роботизирания кон"
Универсалността на технологията беше демонстрирана и от Kawasaki Heavy Industries, където разработват O'Cuvoid – компактен генератор от 1 кв.м, захранван от водородна система. Проектиран като преносим захранващ агрегат, който може да се използва като мобилна батерия или на открито, той използва компресор, базиран на спортните мотоциклети на групата - за оптимизиране на горенето.
Но най-футуристичният проект е Corleo – четирикрак робот, който може да се вози, подобно на механичен кон, предназначен за неравен терен. Задвижван от водородния двигател на O'Cuvoid с цел да излезе на пазара през 2035 г., Corleo показва как водородът може да вдъхне живот на напълно нови форми на мобилност.
YouTube
