Применение и оценка эффективности водородных двигателей для автомобилей

ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЯ ВОДОРОДНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И ИСТОРИЯ ИХ СОЗДАНИЯ 8
1.1. ПРИНЦИП РАБОТЫ И ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДОРОДНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 8
1.2. ЗНАЧЕНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДОРОДНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 12
1.3. ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ВНЕДРЕНИЕМ ВОДОРОДНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ 16
ГЛАВА 2. ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ВОДОРОДНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В АВТОМОБИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 20
2.1. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ВОДОРОДНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 20
2.2. СРАВНЕНИЕ ВОДОРОДОМОБИЛЕЙ, ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ, АВТОМОБИЛЕЙ НА БЕНЗИНЕ 24
2.3. ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ВОДОРОДОМОБИЛЕЙ В МИРЕ 28
ГЛАВА 3. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АВТОМОБИЛЕЙ НА ВОДОРОДЕ 31
3.1. ИНФРАСТРУКТУРА ДЛЯ ВОДОРОДОМОБИЛЕЙ 31
3.2. АВТОМОБИЛИ С ВОДОРОДНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ В РОССИИ: ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ 35
3.3. ЗАПРАВОЧНЫЕ СТАНЦИИ ДЛЯ ВОДОРОДОМОБИЛЕЙ 39
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ С ВОДОРОДНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ 42
4.1. РИСКИ, СВЯЗАННЫЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОДОРОДНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 42
4.2. SWOT-АНАЛИЗ 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 52

Весь текст будет доступен после покупки

В последние десятилетия мир сталкивается с серьезными экологическими вызовами, связанными с изменением климата, истощением природных ресурсов и загрязнением окружающей среды. Традиционные источники энергии, такие как нефть и уголь, оказывают значительное негативное влияние на природу, что приводит к необходимости поиска альтернативных, более чистых и устойчивых решений. В этом контексте водородные технологии, в частности водородные двигатели, становятся все более актуальными. Они представляют собой один из наиболее многообещающих путей к созданию экологически чистого транспорта, который способен значительно снизить выбросы углерода и другие вредные вещества в атмосферу.
В последние годы многие автопроизводители начали активно исследовать и внедрять водородные технологии в свои модели. Примеры успешного применения водородных двигателей можно найти как в легковых автомобилях, так и в коммерческом транспорте. Водородные автомобили, такие как Toyota Mirai и Hyundai NEXO, уже доступны на рынке и демонстрируют высокие эксплуатационные характеристики и эффективность. Однако внедрение водородных технологий в массовое производство сталкивается с рядом проблем, включая высокую стоимость производства водородных автомобилей, недостаточную инфраструктуру для заправки и вопросы безопасности.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЯ ВОДОРОДНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И ИСТОРИЯ ИХ СОЗДАНИЯ
1.1. ПРИНЦИП РАБОТЫ И ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДОРОДНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Водородный автомобиль — это транспортное средство, которое использует водород в качестве основного источника энергии для передвижения. Такие автомобили обычно используют водород одним из двух способов: сжигание или преобразование с помощью топливных элементов. При сжигании водород «сгорает» в двигателях по тому же принципу, что и в традиционных бензиновых автомобилях. Обычный двигатель внутреннего сгорания, обычно работающий на бензине (этаноле) или дизельном топливе, может быть переоборудован для работы на газообразном водороде. При этом в месте использования образуется вода, а при сгорании с воздухом могут образовываться NOx. Однако наиболее эффективное использование водорода предполагает применение топливных элементов и электродвигателей вместо традиционного двигателя. Водород вступает в реакцию с кислородом внутри топливных элементов, в результате чего вырабатывается электричество для питания двигателей, а единственным побочным продуктом отработанного водорода является вода.
В настоящее время существует небольшое количество серийно выпускаемых автомобилей на водородных топливных элементах: Hyundai NEXO, Toytota Mirai и ранее выпускавшийся Honda FCX Clarity. Одним из основных направлений исследований является хранение водорода для увеличения запаса хода водородных транспортных средств при одновременном снижении веса, энергопотребления и сложности систем хранения. Двумя основными методами хранения являются использование гидридов металлов и сжатие. Некоторые считают, что водородные автомобили никогда не станут экономически выгодными и что акцент на этой технологии отвлекает от разработки и популяризации более эффективных аккумуляторных электромобилей.
Водородные двигатели представляют собой одну из наиболее перспективных технологий для достижения устойчивого и экологически чистого транспорта. Их создание и развитие связано с необходимостью поиска альтернативных источников энергии, которые могли бы заменить традиционные ископаемые виды топлива, такие как бензин и дизельное топливо. В последние десятилетия, с учетом глобальных изменений климата и стремления к снижению выбросов углерода, интерес к водородным технологиям значительно возрос. Водород как источник энергии обладает рядом преимуществ, включая высокую плотность энергии, отсутствие вредных выбросов при сгорании и возможность использования в различных транспортных средствах.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Анте Г. Альтернативные энергетические технологии как культурное стремление: на примере развития использования водорода и топливных элементов в Германии // Энергетический вестник. – 2012. – №. 14. – С. 69-83. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/alternativnye-energeticheskie-tehnologii-kak-kulturnoe-stremlenie-na-primere-razvitiya-ispolzovaniya-vodoroda-i-toplivnyh-elementov (дата обращения: 31.10.2024).
2. Безродный А. А. и др. СЕТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРАНСПОРТА ВОДОРОДНЫМ ТОПЛИВОМ: МОДЕЛИ СТРУКТУР И АЛГОРИТМЫ СОВЕРШЕНСТВАНИЯ // Управление развитием крупномасштабных систем (MLSD'2021). – 2021. – С. 1599-1611. URL: https://mlsd2021.ipu.ru/proceedings/1599-1611.pdf (дата обращения: 31.10.2024).
3. Безюков О. К., Жуков В. А., Ященко О. И. Анализ перспективности газопоршневых ДВС // Двигуни внутрішнього згоряння. – 2014. – №. 2. URL: http://mystukr.mari.kiev.ua/index.php/0419-8719/article/view/29944 (дата обращения: 31.10.2024).
4. Беляев С. В., Давыдков Г. А. Проблемы и перспективы применения водорода в тепловых двигателях // Инженерный вестник Дона. – 2019. – №. 8 (59). – С. 3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/problemy-i-perspektivy-primeneniya-vodoroda-v-teplovyh-dvigatelyah (дата обращения: 31.10.2024).
5. Бирюк В. В. и др. Газ в моторах. – 2021. URL: http://repo.ssau.ru/handle/Monografii/Gaz-v-motorah-monografiya-Tekst-elektronnyi-91204 (дата обращения: 31.10.2024).

Весь текст будет доступен после покупки