CC BY
25ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
создание энергоустановок с эхг для автомобильного, железнодорожного транспорта: современный уровень и прогноз развития
В.М. Гришин1, И.Н. Глухих1, В.А. Никитин1, Б.А. Соколов1, А.Н. Старостин1, С.В. Чернов1, А.Н. Щербаков1, Г.А. Фофанов2, Д.Н. Григорович2
*РКК «Энергия» им. С.П. Королева, Ленина, д. 4. г. Королёв М.О., Россия, 141070 Тел.:(495) 513-66-92, факс: (495) 513-61-38, email:[email protected] 2Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта
Введение
Энергоустановки на топливных элементах впервые были созданы в 60-х годах прошлого века для космических программ США и СССР. При этом в основном применялись и применяются низкотемпературные щелочные топливные элементы, работающие на водороде и кислороде [1, 2].
Энергоустановки с ЭХГ этого типа обладают высоким КПД, способностью к перегрузке, включая ток короткого замыкания, небольшим расходом топлива на «холостом» ходу. Отсутствуют изнашиваемые движущиеся детали, что обеспечивает малое время регламентных работ, бесшумность рабочего процесса, экологическую чистоту всего жизненного цикла изделия. Эта совокупность достоинств позволяет с большой эффективностью применить энергоустановки этого типа в качестве силовых установок перспективных наземных транспортных средств: автомобилей, локомотивов, в морской технике.
Успехи, достигнутые в космосе, всегда стимулировали инженеров на применение топливных элементов для наземного транспорта, начиная с первых поколений ЭХГ. Например, в шестидесятых годах прошлого века фирма General Motors в Детройте показала действующий автомобиль на топливных элементах. Двигатель развивал мощность 32 кВт, а пробег от заправки до следующей заправки составлял около двухсот километров.
Работы по этому проекту прекратились в связи с общими неблагоприятными условиями для применения топливных элементов, такими как низкие цены на нефть и практически полное отсутствие заботы о защите окружающей среды.
Следующий всплеск интереса к альтернативным силовым установкам на топливных элементах возник в 70-х годах в связи с мировым энергетическим кризисом и возникновением проблем с экологией. С тех пор многие разработчики не прекращают исследований в этой области. Работы по топливным элементам ведутся
в США, Японии, Германии, России, Италии, Канаде, Голландии и других странах.
Создание энергоустановок автомобильного транспорта в России
На Волжском автомобильном заводе работы по применению топливных элементов на автомобилях были начаты в 2000 году, а в 2001 году был изготовлен первый автомобиль на топливных элементах - «АНТЭЛ-1» [3, 4]. Энергоустановка была создана в РКК «Энергия» на основе модернизированного ЭХГ «Фотон» (рис. 1) газобаллонной системы хранения водорода и кислорода, прошла полный цикл экспериментальной отработки (ФГУП УЭХК провел форсирование мощности ЭХГ с 10 до 25 кВт, повысил его напряжение с 28 В до 110 В). «АНТЭЛ-1» (рис. 2) собран на базе пятидверной Нивы. Плотная компоновка оборудования, проведенная конструкторами РКК «Энергия» и согласованная с конструкторами ОАО «АвтоВАЗ», позволила оставить в салоне пять мест. Пробег такого автомобиля на одной заправке составляет 200 км. Энергоустановка разместилась в багажнике автомобиля, а системы управления, тяговый двигатель и стартовая аккумуляторная батарея - под капотом. По сравнению с базовой моделью масса автомобиля увеличилась на 250 кг.
Рис. 1. ЭХГ «Фотон » на стенде РКК «Энергия»
Рис. 2. Автомобиль на топливных элементах «АНТЭЛ-1»
Работа с «АНТЭЛ-1» показала, что на достаточно быстрый разгон первому автомобилю на топливных элементах не хватает мощности. Для того чтобы исключить проблему, решили использовать буферный источник тока.
Рис. 3. Автомобиль на топливных элементах «АНТЭЛ-2»
Для нового автомобиля «АНТЭЛ-2» (рис. 3) была применена новая никель-металлгидридная аккумуляторная батарея с высокой удельной энергоемкостью (емкость батареи - 10 Ач) и напряжением 200 В, способная быстро заряжаться и разряжаться. Новая батарея позволила кратковременно увеличивать мощность при разгонах почти в два раза за счет энергии, «принятой» при торможении. Когда происходит торможение автомобиля, то кинетическая энергия превращается в «АНТЭЛ-2» в электрическую. Она заряжает аккумуляторную батарею. При разгоне энергия буферной аккумуляторной батареи подается на тяговый электродвигатель, дополняя энергию генератора.
«АНТЭЛ-2» проезжает без подзарядки 350 км. На его борту предусмотрена система хранения и подачи водорода, разработанная в РКК «Энергия» и оснащенная тремя композиционными баллонами, легкими и прочными, объемом 30 л каждый. Водород в них находится под давлением 400 атм.
В «АНТЭЛ-1» много времени уходило и на запуск установки, что было связано, в первую очередь, с условиями работы ЭХГ «Фотон» в составе комплекса «Энергия»-«Буран», поскольку модернизация генератора касалась лишь форсирования по мощности и повышения напряжения. Поэтому, чтобы автомобиль тронулся
с места, нужно было ждать около полутора часов, пока генератор разогреется до 60 оС (на полную мощность он выходит при 95 оС).
Время запуска автомобиля «АНТЭЛ-2» удалось сократить до 10-15 минут, поскольку на основе полученного опыта была проведена более глубокая модернизация, при которой, в частности, были использованы специальные нагреватели, установленные в контуре терморегулирования генератора. Питаются они от буферной батареи. При достижении топливными элементами температуры 60 оС включается генератор, который, работая, сам выделяет тепло; таким образом, время выхода на максимальную мощность сокращается.
«АНТЭЛ-2» укомплектован щелочным водородно-воздушным генератором на топливных элементах напряжением 240 В и мощностью 25 кВт, созданным в УЭХК. Система оснащена компрессором, способным подавать 100 кг воздуха в час в батарею топливных элементов под давлением 3,3 атм. Поскольку для функционирования щелочного ЭХГ требуется удаление из воздуха углекислого газа, в РКК «Энергия» была изготовлена система очистки воздуха. Все узлы и системы энергоустановки автомобиля разместились под полом и в подкапотном пространстве.
Заправка водородом автомобилей «АНТЭЛ-1», «АНТЭЛ-2» осуществляется от опытной заправочной станции высокого давления, разработанной в РКК «Энергия».
Работы по созданию энергоустановок для автомобильного и специального транспорта в развитых странах
Автобусная компания GVB (г Амстердам, Нидерланды) в рамках программы GUTE (чистый городской транспорт для Европы) проверяет в эксплуатации автобусы на твер-дополимерных топливных элементах мощностью 210 кВт (рис. 4). Изготовила автобусы компания Daimler Chrysler. Для получения мощности используются две установки по 105 кВт с выходным напряжением по 900 В. Одна установка на 105 кВт состоит из 6 батарей ТЭ по 160 элементов с напряжением 0,9 В каждый. Расчетный ресурс -5000 ч, фактический обычно не указывается и составляет, по разным оценкам, от 500 до 3000 ч. Все водородное оборудование расположено на крыше автобуса (рис. 5). С автобуса сняли дизель, поставили топливные элементы и тяговый электродвигатель. Температурный диапазон работы автобусов составляет -35.. .+45 оС. Питание автобуса осуществляется водородом и воздухом, предварительно очищенным механическим фильтром. Воздушные фильтры батареи топливных элементов промывают один раз в год.
Водород хранят в 9 баллонах емкостью по 200 л под давлением 350 атм. Вес девяти баллонов составляет 1100 кг, а вес водорода в них - 44 кг, из которых только 40 можно использовать (до минимального давления). Внутри баллон сделан из алюминия толщиной 4,2 мм, намотки из синтетических нитей. Общая толщина стенки составляет около 20 мм. На испытаниях баллоны выдержали давление 1050 атм.
Рис. 4. Автобус Daimler Chrysler на топливных элементах
Рис. 5. Водородное оборудование на крыше автобуса Daimler Chrysler
Запуск топливных элементов на автобусах возможен при температуре не ниже +5 оС. Если температура ниже, автобус запускают на станции, включая электроподогрев через сеть. При отключении энергоустановки оставшийся в топливных элементах водород сбрасывают в воздух. Батареи топливных элементов для автобусов поставила канадская компания «Баллард» по цене 300 тыс. $ за 105 кВт. Для привода используется асинхронный двигатель и регулируемый инвертор (изготовлен в Калифорнии). Для управления энергоустановками используется микропроцессорный блок.
Средняя температура воздуха, охлаждающего батарею топливных элементов, составляет 67 оС. В холодное время года этот воздух используется для обогрева салона, в теплое - выбрасывается в окружающую среду вентиляторами, что снижает среднеэксплуатационный КПД энергоустановки. Без учета потерь тепла КПД энергоустановки на топливных элементах составляет 40-67 % на разных режимах работы.
В ходе эксплуатации выявлены недостатки топливных элементов данного типа: они не позволяют быстро сбросить мощность с максимума до минимума. В настоящее время Daimler Chrysler создает гибридный автобус с накопителем энергии, в котором указанный недостаток будет устранен. В этом случае мощность батареи топливных элементов составит 120 кВт, а
накопитель энергии будет компенсировать пиковые нагрузки и подзаряжаться на остановках. Такой автобус будет изготовлен к 2009 году. Daimler Chrysler считает, что коммерческое производство автобусов на топливных элементах будет налажено к 2012 году.
В рамках Федеральной программы CILIA «Freedom CAR» (CAR: Cooperative Automotive Research) были развернуты НИОКР по созданию серийных автомобилей на топливных элементах с твердым полимерным электролитом (PEMFC), а также по развитию инфраструктуры заправочных станций. В качестве альтернативного топлива рассматривался природный газ, который предполагалось конвертировать в риформерах непосредственно на автомобилях или на заправочных станциях. В дальнейшем в этих целях предполагалось использовать биогаз, низшие спирты и углеводороды, получаемые в результате ферментации органических отходов, а также другие возобновляемые ресурсы.
Практически эти идеи были реализованы:
• фирмой GMC в концептуальной модели AUTOnomy - четырехколесной на платформе толщиной около 6 дюймов, в которой была размещена вся двигательная установка, состоявшая из водородно-воздушного топливного элемента типа PEMFC и четырех электромоторов;
• концерном Форд в концептуальном автомобиле FOCUS-FCV, оборудованном батареей топливных элементов «Ballard Mark 902» и дополнительной батареей фирмы «Sanyo» (бортовое напряжение 300 В, мощность энергоустановки 117 л.с., запас хода по водородному топливу до 200 миль);
• фирмой «Даймлер-Крайслер» в рамках проекта NECAR в автомобиле NECAR-5 с водородно-воз-душным топливным элементом типа PEMFC.
Аналогичные результаты были получены:
• в Японии - автомобили Honda PCX V3 и Honda FCX-V4 с ЗУ на основе водородно-воздушного твердополимерного топливного элемента PEMFC;
• в Германии - автомобиль HY. POWER концерна Volkswagen AC, оборудованный водородно-воз-душным электрохимическим генератором, питаемым от бортового бензинового риформера.
Предпринимались неоднократные попытки создать коммерческие автомобили на топливных элементах в рамках международного промышленного сотрудничества. Компания «UTC Fuel Cell» сформировала программы сотрудничества с BMW и Hyundai по разработке водородных энергоустановок на твердополимерных топливных элементах. PEMFC используются на гибридной версии BMW 700 и спортивном автомобиле Hyundai Santa Fe.
Корпорация «General Motors Corp» разработала уже 10-е поколение батарей топливных элементов. К последним достижениям относится демонстрация запуска энергоустановки при быстром размораживании батареи топливных элементов с температурой ниже -20 оС. Предполагается, что сотрудничество с «Toyota», а так-
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 3 (59) 2008 © Научно-технический центр «TATA», 2008
же с энергетическими компаниями «Exxon/Mobile» и «ВР/Атосо» будет способствовать ускорению прогресса и снижению технического риска.
Протонно-мембранная батарея, разработанная компанией GM для автомобиля «Precept», имеет следующие характеристики:
• объединяет 400 топливных элементов с действующим напряжением 260...340 В;
• имеет максимальную мощность 100 кВт;
• способна длительно поддерживать мощность на уровне 75 кВт;
• имеет плотность мощности более 1,0 кВт/л и 1,0 кВт/кг.
Батарея разработана для эксплуатации при низком давлении водорода и воздуха, что делает возможным использование малошумного компрессора воздуха небольшой мощности.
Водород хранится на борту автомобиля в емкости объемом 100 л под давлением 350 атм. Металл-композиционная емкость обеспечивает поступление водорода к батарее при температуре, необходимой для нормального функционирования топливных элементов. Система электроподогрева водородных баллонов, работающая от аккумуляторных батарей, упрощает быстрое приведение энергоустановки в действие. Водород поступает к энергоустановке по специальному соединительному каналу, что обеспечивает безопасность. Функционирование электроники и системы подачи электроэнергии делает возможным проведение заправки через 5 минут после опорожнения баллонов.
Компания «Ballard Power Systems» является одним из лидеров в области создания и производства транспортных энергоустановок на топливных элементах. В 2000 г. компания изготовила батарею топливных элементов для модуля «Mark 900» (общая мощность блока 75 кВт), которая была встроена под пол автомобиля Ford THINK FC5.
Технические характеристики модулей «Mark 900» и
Энергетический модуль «Mark 900» выполнен с использованием относительно дешевых материалов, обладает большей мощностью и компактнее, чем предыдущие батареи протонно-мембранных топливных элементов.
По сравнению с более ранней моделью «Mark 700» (табл. 1):
• плотность мощности модуля «Mark 900» увеличена почти на 30 % - до уровня 1,31 кВт/л;
• модуль «Mark 900» занимает в 2 раза меньше места и весит на 30 % меньше;
• модуль «Mark 900» содержит только одну интегрированную батарею («Mark 700» состоял из 2-3 батарей).
Модуль «Mark 900» может быть использован:
• при непосредственном питании водородом из бортовых баллонов;
• при конвертировании метанола.
Модуль легко запускается при низкой температуре (до -25 °С).
Модуль может применяться на всех автомобилях, в которых установлена система топливных элементов компании «Ballard», включая пассажирские электромобили:
• NECAR-4 компании «Daimler Chrysler»;
• P2000-HFC компании «Ford»;
• FCX VI компании «Honda»;
• FCEV компании «Nissan».
В целом топливные элементы компании «Ballard» прошли дорожные испытания на 20 транспортных средствах (включая 11 автобусов и 9 легковых автомобилей) в течение 6 лет.
Энергетические модули «Ballard» комплектуются элементами системы защиты (плавкими предохранителями) компании «Pudenz», предназначенными специально для энергоустановок на топливных элементах и имеющими наименьшие размеры среди известных
Таблица 1
Mark 700»
Характеристики Энергетический модуль «Mark 900» Батарея топливных элементов «Mark 700»
Количество батарей топливных элементов для достижения мощности 75 кВт 1 2
Максимальная длительная мощность при использовании водорода (при использовании водорода, полученного конверсией метанола), кВт 75 (80) 66 (75)
Масса энергетического модуля, кг 90 126
Объем энергетического модуля, л 77 131
Плотность мощности энергетического модуля при использовании водорода (с риформером метанола), кВт/л 1,04 (0,97) 0,57 (0,50)
Масса батареи топливных элементов, кг 72 2 х 50,5 =101
Объем батареи топливных элементов, л 61 72
Плотность мощности батареи ТЭ при использовании водорода (с риформером метанола), кВт/л 1,31 1,23 1,05 0,92
Охлаждающая жидкость (рабочая температура, оС) Этиленгликоль или вода (70...85) Деионизированная вода ( 70.80)
Минимальная температура окружающей среды, оС -40 -30
Давление воздуха на входе (номинальное), кПа 1800 1600
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 3 (59) 2008
© Scientific Technical Centre «TATA», 2008
приборов этого типа, например предохранитель VF2 для силовой цепи автомобиля NECAR 5.
Работы по созданию энергоустановок для железнодорожного транспорта в России
В России в «Энергетической стратегии ОАО «РЖД» за период до 2010 и на перспективу до 2020 года» предусмотрено снижение удельного расхода энергоресурсов на тягу поездов. Для этой цели намечено применение ряда высокоэффективных нетрадиционных технических средств на базе научных достижений фундаментальной науки. Для перспективных автономных локомотивов предусмотрено использование энергоустановок на топливных элементах, что в целом отражает мировые тенденции [5, 6].
Сотрудники лаборатории «Теплосиловые установки и альтернативные топлива» ВНИИЖТа совместно со специалистами Ракетно-космической корпорации «Энергия» провели испытания электрохимического генератора «Фотон», работающего на топливных элементах, созданного на Уральском электрохимическом комбинате по техническому заданию РКК «Энергия».
Испытания ЭХГ «Фотон» проводились на испытательном стенде РКК «Энергия» (рис. 1).
Целью испытаний было определение коэффициента полезного действия на режимах работы, характерных для эксплуатации перспективного маневрового локомотива, снятие вольт-амперной характеристики и запись переходных процессов ЭХГ Это необходимо для оценки возможности и эффективности применения ЭХГ в качестве энергоустановки на локомотивах или других технических средствах железнодорожного транспорта. Для измерений использовалась переносная компьютерная измерительная система ВНИИЖТа.
Результаты испытаний позволяют сделать следующие выводы:
• вольт-амперная характеристика, построенная по полученным в процессе испытаний экспериментальным данным, по своей форме соответствует генераторной характеристике локомотива, что позволяет применить ЭХГ в составе энергоустановки для питания тяговых двигателей локомотива;
• время переходных процессов для всех режимов не превышает 10 мс. При таких быстропротекающих переходных процессах приемистость ЭХГ достигает 2 кВт/мс, что позволит значительно сократить время работы на неэкономичных режимах;
• измеренный КПД ЭХГ составил 71 % при полной мощности и 83 % при минимальной нагрузке. Такое изменение КПД ЭХГ связано с потерями на внутреннем сопротивлении. При использовании для питания ЭХГ водорода, полученного конверсией природного газа, и воздуха требуются дополнительные энергетические затраты и, соответственно, уменьшается общий КПД энергоустановки до 47 %;
• КПД ЭХГ, в отличие от дизель-генераторов, при снижении мощности увеличивается, что позволя-
ет значительно повысить среднеэксплуатацион-ный КПД локомотива, особенно маневрового;
Предварительные технико-экономические проработки (в ценах 2005 года) показали эффективность использования на маневровых локомотивах энергоустановок на топливных элементах. Выявлена закономерность, при которой более высокая (относительно традиционного дизель-генератора) стоимость топливных элементов компенсируется в первой половине срока службы локомотива снижением затрат на топливо за счет его экономии при более высоком КПД новой силовой установки.
Работы по созданию энергоустановок для железнодорожного транспорта в развитых странах
В США создан шахтный локомотив на топливных элементах (рис. 7). Он стал первым локомотивом в мире с водородной силовой установкой на топливных элементах для эксплуатации под землей. Испытания шахтного локомотива для оценки его характеристик и уровня безопасности были проведены на полигоне в Неваде, а оценка его эффективности проводилась в подземном руднике в Канаде. Работы были проведены в течение 3-х лет (с 1999 по 2002 год). Общая стоимость работ составила 1,б млн долларов США.
Участниками проекта были:
• Fuelcell Propulsion Institute - обзор производства и выводы.
• Hatch Associaties Ltd - анализ безопасности.
• Kappes, Cassiday & Associates - испытания на поверхности.
• Mine Safety and Health Administration - оценка рисков от локомотива (безопасность, здоровье).
• Natural Resources Canada - подземные испытания.
• Nuvera Fuel Cells Europe - топливные элементы.
• Placer Dome Inc - подземные испытания.
• RA Warren Equipment Ltd - базовый экипаж.
• Sandia National Labaratories/California - развитие силовой установки.
• Stuart Energy Systems Inc - заправка локомотива.
• University of Nevada, Reno испытания на поверхности в Неваде.
• Vehicle Projects LLC - основной контракт и уп-
равление проектом.
Рис. 7. Шахтный локомотив на топливных элементах
С целью повышения уровня безопасности и увеличения времени работы до заправки на шахтном локомотиве применен способ хранения водорода в металлогидридных накопителях (рис. 8).
Рис. 8. Металлогидридное хранение водорода на шахтном локомотиве
Ранее в шахтах использовался локомотив с аккумуляторной батареей. В таблице 2 приведены сравнительные характеристики локомотивов с батарейной аккумуляторной силовой установкой и с топливными элементами.
Шахтный локомотив с силовой установкой на топливных элементах имеет следующие преимущества по сравнению с аккумуляторным локомотивом: более чем в два раза большую мощность, способность вести состав большей массы, меньшее время заправки, большее время эксплуатации без заправки.
Таблица 2
Показатели силовых установок шахтных локомотивов с аккумуляторной батареей и с батареей на топливных элементах
Показатели Аккумуляторный локомотив Локомотив на топливных элементах
Мощность в длительном режиме, кВт 7,1 17
Ток длительного режима, А 76 135
Напряжение длительного режима, В 94 126
Энергоемкость, кВтч 43 48
Время эксплуатации без перезарядки, ч 6 8
Время зарядки, ч 8 (минимум) 1 (максимум)
Масса локомотива, кг 3600 2500 (без балласта)
Так как установка на топливных элементах не имеет вредных выбросов, машинист на шахтном локомотиве с силовой установкой на топливных элементах при работе в шахте имеет такие же благоприятные условия работы, как на подземном электровозе с питанием от контактного провода.
Шахтный локомотив на топливных элементах имеет одинаковый уровень производительности по сравнению с дизельным локомотивом, но больший КПД и меньший уровень шума. Использование локомотивов с топливными элементами позволит сократить затраты на вентиляцию шахт.
В США с 2003 года ведутся работы по созданию маневрового локомотива на топливных элементах массой 120 т, мощностью 1000 кВт на базе серийного тепловоза SMДGP9 (рис. 9). Планируется создать такой локомотив по заказу армии США в течение 5 лет.
Рис. 9. Маневровый локомотив на топливных элементах
Цели разработки локомотива:
• создать первый в мире локомотив на топливных элементах;
• продемонстрировать локомотив в условиях скрытности действия армии;
• упростить процесс коммерциализации локомотивов на топливных элементах.
Основные преимущества локомотива на ТЭ:
• увеличение эффективности использования энергии на транспорте;
• повышение национальной энергетической безопасности за счет сокращения зависимости от импорта нефти;
• вывод США в лидеры в области локомотивов с топливными элементами для железнодорожного транспорта.
На выполнение работы предусмотрено затратить 12 млн долларов, в том числе:
1. Экономическое обоснование и концептуальное проектирование - 1 млн дол.
2. Изготовление силовой установки - 6 млн дол.
3. Создание локомотива - 2,5 млн дол.
4. Испытания демонстрационного образца -2,5 млн дол.
Удельная стоимость энергоустановки на топливных элементах локомотива составит 6000 долларов/кВт.
В Японии создан небольшой моторный вагон на топливных элементах для пригородных линий ЫБ-йшп (рис. 10). Хотя большая часть линий в Японии электрифицирована, остаются участки, на которых пока работают дизель-электрические локомотивы. Теперь им на замену пришла машина с нулевым выхлопом.
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 3 (59) 2008
© Scientific Technical Centre «TATA», 2008
Рис. 10. Моторный вагон на топливных элементах
Электромоторы этого поезда питаются от двух 65-киловаттных водородных топливных элементов. Водород хранится в сжатом состоянии в баллонах. При торможении энергия поезда частично возвращается в аккумуляторные батареи, позволяя дольше двигаться на одной заправке.
Поезд NE-train является проектом компании East Japan Railway, которая ранее изготовила вагон с точно таким же именем. Но тогда это был дизель-электрический гибрид, способный двигаться как с включенным дизель-генератором, так и на одних аккумуляторах. В новом NE-train дизель заменен на топливные элементы, а место баков для дизельного топлива заняли баллоны с водородом.
Заключение
Проведенный обзор показал, что существует потребность в создании наземных транспортных энергоустановок с водород-кислородными топливными элементами как для автомобильного, так и железнодорожного транспорта.
Выявлена существенная неравномерность развития этого класса водородных технологий. В создании энергоустановок космического назначения безусловными лидерами являются США и Россия. В создании энергоустановок специального назначения лидирует в настоящее время ФРГ. В создании энергоустановок для автомобильного транспорта лидирует ряд крупнейших автомобильных транснациональных европейских, японских, американских корпораций, вложивших в эти технологии значительные суммы. Как показывает практический опыт работы с зарубежными фирмами,
России, равно как и другим «своим» опоздавшим разработчикам, не передаются и не продаются последние разработки в области топливных элементов. В лучшем случае речь идет о разработках зарубежных топливных элементов 70-80 годов прошлого века либо продается «брак», т.е. элементы, характеристики которых не соответствуют заданным, например, с просроченным сроком службы. Все это приводит к невозможности воспроизведения новейших технологий.
В то же время в России сохранился научно-технический потенциал и коллективы разработчиков, владеющих технологиями и «ноу-хау» создания современных щелочных матричных топливных элементов. Кроме России этой технологией обладают только США, успешно эксплуатирующие и до настоящего времени энергоустановки с ЭХГ этого типа на космических кораблях «Шатлл».
В России этот класс топливных элементов наиболее рационально использовать при создании энергоустановок с ЭХГ для транспорта с большим сроком службы (20 лет и более). К этим транспортным средствам относятся морские суда и перспективные локомотивы.
Список литературы
1. Подшивалов С.А., Иванов Э.И., Муратов Л.И. Энергетические установки космических аппаратов. М.: Энергоиздат, 1981.
2. Коровин Н.В. Топливные элементы и электрохимические энергоустановки. М.: МЭИ, 2005. С.280.
3. Соколов Б.А., Худяков С.А. Топливо будущего // Наука в России. 2004. №5. С.4-9.
4. Ивлев С.Н., Мирзоев Т.К Перспективы создания автомобилей на топливных элементах в ОАО «АВТОВАЗ» // Информационный бюллетень Национальной газомоторной ассоциации. 2005. № 4, декабрь. С. 29, 30
5. Никифоров Б.В., Соколов В.С., Соколов Б.А., Худяков С.А. Новые источники электроэнергии для подводных аппаратов // Альтернативная энергетика и экология. 2002. №2. С.15-19.
6. Фофанов Г.А., Нестрахов А.С., Соколов Б.А., Глухих И.Н., Худяков С.А., Щербаков А.Н. Энергоустановки на топливных элементах // Железнодорожный транспорт. 2005. №9. С. 48-49.
7. Григорович Д.Н., Нестрахов А.С., Фофанов Г.А., Щербаков А.Н. Исследования по созданию энергоустановки на топливных элементах для перспективного локомотива // Железнодорожный транспорт. 2006. №2. С. 28-30.
