Схоже, у водневій енергетиці нещодавно був здійснений новий прорив. У Нью-Йорку групою винахідників був представлений мопед на водневому двигуні, який, за їхніми словами, здатний на одному заряді подолати 160 км. Виробники цього чуда техніки говорять, що в найближчому майбутньому вони планують створити подібний двигун і для автомобілів.

В основі двигуна мопеда знаходиться картридж, що містить силіцид натрію та щільний металевий порошок. Хімічна реакція, що сприяє появі електричного струму, починається в той момент, коли в картридж потрапляє вода, причому вона необов'язково повинна бути чистою. Можна використовувати будь-яку рідину з водою, навіть сечу або воду з калюж.

Який же основний принцип роботи цієї водневої батареї, а точніше паливного елемента на основі Н₂? Він досить простий. Подібна паливна батарея складається з багатьох десятків елементарних комірок, кожна приблизно в сантиметр товщиною. Кожна комірка, у свою чергу, складається із двох електродів, зроблених з вугілля з додаванням платинового каталізатора, розділених електролітом.

На один електрод (анод) підводять паливо (водень), на іншій (катод) — окисник (кисень з повітря). Катод і анод розділені електролітом (ним може бути полімер або розчин), який пропускає іони але не пропускає електрони. На аноді водень розпадається на електрони та протони. Останні проходять через електроліт і досягають катода, де з'єднуються з киснем — утворюється вода. Електрони ж рухаються до зовнішньої частини комірки, де потрапляють в електричний контур, куди можна приєднати навантаження.

Самі розумієте, що подібна схема працює тільки тоді, коли водень постійно надходить у паливний елемент. У цьому-то й полягала основна проблема використання водневих двигунів у сучасному світі — де взяти стільки Н₂ у достатній кількості. Адже, на відміну від нафти й горючих вуглеводневих газів, покладів водню в природі немає. Весь технічний (тобто використовуваний людиною) водень утворюється винятково штучним шляхом.

Основний метод одержання Н₂ у промислових масштабах — електроліз води, тобто пропускання через H₂O потужних електричних розрядів, під дією яких вона розкладається на водень і кисень. Цей метод дає достатньо Н₂, однак при цьому досить енергоємний (потрібно витратити дуже багато електроенергії). Дана обставина служить постійною причиною заяв противників водневих двигунів про те, що їх розробка безперспективна через дорожнечу використовуваного палива.

Однак розробка американськими вченими нового картриджа, про який говорилося вище, схоже, змусить скептиків надовго замовкнути. Силіцид натрію — досить дешева сировина, а при пропусканні води крізь нього він забезпечує таку кількість палива, якого достатньо, щоб мопед проїхав близько 160 кілометрів зі швидкістю 80 км/год. Причому весь його двигун важить усього 600 г і він створений більш ніж наполовину з матеріалів вторинної переробки, що ще більше здешевлює його вартість.

Ще більше знизило вартість двигуна й те, що платинові каталізатори на електродах у цьому випадку замінені аналогами зі сплаву платини з іншими металами. Так що, очевидно, дана модель водневого двигуна в найближчому майбутньому може бути цілком доступна широким масам покупців. Правда, поки винятково в США.

Хоча один недолік у водневого мопеда експерти все-таки виявили — він практично безшумний, двигун машини працює не голосніше ніж ноутбук. І хоча борці із шумом на вулицях тільки привітали тихий мотобайк, інженери вже задумалися про те, щоб "додати йому шуму" штучно: на їхню думку, беззвучна робота механізму може бути небезпечна для учасників дорожнього руху. Розробники планують встановити "тріщалку" на мопед, яка б працювала в умовах міста, але її можна було б відключити під час поїздок у сільській місцевості.

Проте, подібна конструкція, окрім того, що вона сама по собі являє практичну цінність, є вагомим аргументом у суперечці між супротивниками й прихильниками водневої енергетики. Причому на користь останніх.

Почалася ця дискусія ще в 80-і роки минулого століття, коли вчені нарешті з'ясували, що запаси нафти та горючого газу на Землі не просто вичерпувані, а, на жаль, дуже швидко вичерпувані. Крім того, на той час нагромадилося досить даних про те, що вихлопи двигунів внутрішнього згоряння й теплових електростанцій сильно забруднюють навколишнє середовище в масштабі всієї планети. А це, у свою чергу, позначається на здоров'ї людей.

Противники водневих двигунів постійно говорили про те, що існуючі способи одержання водню дуже енергоємні, так що для того, що б зробити хоча б одну тонну цього газу, буде потрібно спалити кілька десятків тонн нафти. А це відіб'ється на стані навколишнього середовища не найкращим чином, та й не знищить нафто- і газозалежність людської цивілізації, а навпаки, підсилить її.

Однак тепер ця проблема може бути досить вишукано вирішена — заводи з виробництва водню можна буде оснастити вдосконаленими паливними елементами із силіцидом натрію, які дадуть необхідну для електролізу води енергію. Виходить, що водень можна змусити забезпечувати електрикою своє власне виробництво. При цьому, оскільки єдиним вихлопом такого двигуна є водяна пара, то ніяких токсичних речовин в атмосферу надходити не буде.

Звичайно ж, на те, щоб побудувати першу водневу електростанцію, налагодити випуск водневих автомобілів і створити мережу заправних станцій, буде потрібно чималі початкові грошові інвестиції. Однак подібне взагалі необхідне для впровадження будь-якої нової технології. Згадаєте, будівництво залізниці та виробництво паровозів було куди дорожче утримання коней і виготовлення візків, однак в XIX столітті людство все-таки вибрало паровози.

Немає ніяких сумнівів і в тому, що воднева енергетика докорінно змінить сучасну світову економіку. Оскільки після початку масового виробництва водневих двигунів попит на нафту та горючі гази сильно впаде, деякі держави (наприклад, Росія), вже не зможуть існувати за рахунок продажу цих ресурсів, потрібно буде придумувати нові схеми розвитку національної економіки. Так можливо, краще почати займатися цим вже зараз, поки водневий мопед не відбуксував нас на задвірки науково-технічного прогресу й усієї світової цивілізації?

За матеріалами: pravda.ru