Комментарии 40
где только в поле найти водород... да и в городе не наездишься за водородом, ещё он очень летучий и просачивается через стенки баллона
Интересно какой механизм у этого диффундирования через металл. Протон без электрона двигается в кристаллической решётке металла?
Точно не знаю, но может просачиваться через микро-трещины или поры в металле и т.д. Плюс высокое давление не способствует удержанию.
Вариантов несколько:
1) Растворение в металле с одной стороны и уход из метала в атмосферу. Работает только на тонких металлических стенках.
2) Газ очень текуч. Соответственно мельчайшая микрощель дает очень заметную утечку газа. Соответственно высокие требования к всем соединениям и запорной арматуре.
да
Фактически, да. За счет этого водород хорошо "растворяется" в твердых металлах. Там довольно красивая физика - растворенный водород сам по себе может находиться в квази-твердой, квази-жидкой и квази-газообразной фазе, с фазовыми переходами и т.п.
Водород утекает через различные клапаны и соединения.
Именно так.
В процессе диффузии водород отдаёт свой заряд металлу, и перемещается по его решётке в виде иона. На выходе из решётки водород забирает заряд обратно.
Но хуже всего со сталью. Водород взаимодействует с имеющимся внутри стали углеродом, превращая его в углеводород, что приводит к резкому ухудшению свойств стали.
Есть же способ хранения водорода в гидридах металлов, вроде бы получается даже плотнее чем в сжиженном виде.
А в поле это имхо даже удобнее чем аккумуляторы, ибо легче.
Зато аккумуляторы вы в том же поле легко зарядите от генератора (в том числе автомобильного) или солнечной панели, а водород в долгой автономке откуда брать?
Из воды с помощью того же генератора/панели.
То есть надо возить с собой дистиллят (или фильтровальную установку), электролизную установку и компрессор, чтобы сжимать водород до сотен атмосфер. И иметь более дорогой за счёт топливных элементов и сосуда с водородом коптер.
Мне кажется, два коптера с аккумуляторами на 2 кило полезной нагрузки обойдется дешевле.
Ну 25 лет назад зарядит в поле литий-ионный аккамулятор тоже не всегда просто, не везде был нужны генератор, не всегда аккамулятор мог быть оснащён зарядным устройством. Вопрос распространения технологии.
Тоже самое можно было сказать про процессоры 7нм тех. процесса 20 лет назад: "зачем так мелко, нужно слишком сложное оборудование для их производства".
Что 25 лет назад, что сейчас зарядить литий-ионный аккумулятор в поле было проще, чем перегнать воду и заправить водородный баллон (на что тоже нужна энергия, кстати). И нет никаких причин на то, чтобы ситуация изменилась в следующие 25 лет. Да, если вам критично непрерывно летать 2.5 часа вместо 1 часа настолько, что вы готовы пойти на усложнение (читай - удорожание) системы, то водород будет решением вашей задачи. В противном случае второй коптер почти наверняка обойдётся дешевле.
Ну сейчас же в долгую автономку углеводородное топливо берут?
Если логически объединить электродвигатель с водородной ячейкой в одно устройство то мы получим полный аналог ДВС только питающийся гидридами металлов, со всеми его преимуществами, и со всеми преимуществами электродвигателей над обычными ДВС.
мы получим полный аналог ДВС только питающийся гидридами металлов, со всеми его преимуществами
Какими? Если нам нужно возить машину, то можно поставить на неё ДВС на углеводороде. Если нам надо получать энергию - то к ДВС на углеводороде мы прикручиваем генератор. Никакие гидриды нам не нужны. Нет у них значимых преимуществ перед углеводородным топливом, поэтому они никак из лабораторий и не выходят.
Какими?
Более высокий КПД, кратно более высокая надёжность двигателя, избавление от механической трансмиссии, выигрыш по весу, возможность сильно сократить выбросы.
С КПД есть некоторые сомнения, потому что в случае автономки надо считать массу топлива, а в гидриде собственно водорода немного. Надёжность и избавление от трансмиссии с лихвой компенсируются сложной водородной системой с неизвестной надежностью. Выигрыш по весу - туда же. Выбросы нас в автономке сильно не волнуют.
А если мы в зоне действия цивилизации, то проще поставить батарею и не терять энергию на преобразования водорода.
Гидриды металла тоже не нулевую массу имеют, что уменьшит объем и увеличит общую массу. В поле имеется ввиду нет водородных колонок, электролиз из воды или добыча из углеводородов... тоже так себе с портативностью
Оно конечно да, но водород имеет значительно большую плотность энергии чем бензин, а значит по определению более автономен. Также кажется что связка из топливной ячейки и электродвигателя может работать в гораздо большем диапазоне температур и давлений чем ДВС.
Так что технология определенно перспективная, другое дело что непонятно почему в качестве демонстраторов упорно выбирают мультикоптеры у которых почти вся энергия уходит на простое поддержание себя в воздухе.
почему в качестве демонстраторов упорно выбирают мультикоптеры
Во первых, проще демонстрировать "где попало", а во вторых - у беспилотников с несущими плоскостями и так автономность высокая, там и сутки не предел.
В данном конкретном случае надо считать не удельную плотность энергии бензина и водорода, а удельную плотность энергии баллона водорода под давлением и пластикового контейнера с бензином. Боюсь, в этом случае разница будет менее значительной (в худшем случае ее вообще может не быть)
Можно ещё водородом надуть шар системы спасения
Так вот и идея для стартапа: автономное устройство для гидролиза воды на базе энергии потока воды или солнца. Если довести его до стадии гаджета (поставил на берег ручья, зарядил оборотную тару, вечером заменил баллон), то такие штуки буду пользоваться популярностью поболее, чем майнерские "айсики".
Получить водород электролизом не проблема, проблема его сжать под высоким давлением, ручей или солнечная панель такую энергию не даст.
Да ладно... вы как будто гидравлических домкратов не видали. Там нажимая на поршенек можно авто поднять. Здесь же тоже скорость совершенно не важна, лишь бы компрессор за производительностью гидролизера успевал. А еще можно накапливать водород в буферной емкости и часть его тратить на "набивку" баллонов: на один шток посадить поршень компрессора и двигателя внутреннего сгорания.
К сожалению, не всегда нужно заряжать.
Иногда важнее, чтобы на одном заряде мог лететь долго-долго...
Межвузовская коллаборация буууээээээ 8-[~~~
протонпроводящих мембран на базе перфторированных сульфокатионитных полимеров, пригодных для производства современных водородных топливных элементов. Эта технология будет внедрена уже в ближайшее время.
Конечно будет. Главное, к дрону педали не забыть прикрутить, а то как с "нанотехнологиями" получится.
Тоже красивое слово было, не хуже "сульфокатионитный".
Баллон легкий? Стенки тонкие? Энергоемкость, видимо, зависит от степени сжатия? С одним давлением в баллоне одна энергоемкость, с другим другая. Найден оптимум между весом баллона и энергоемкостью? Цена, ориентировочно, в сравнении с литиевыми элементами? Там же проблемы в РФ были, с технологиями производства литиевых элементов, там вроде бы тоже что-то типа мембран, и не получалось. С топливными элементами получается?
Мембрана для водородных топливных элементов закупается у американской DuPont, забыли добавить.
Российский дрон на водородном топливе прошёл лётные испытания