Улучшение водородного топлива — это процесс использования смеси водорода и обычного углеводородного топлива в двигателе внутреннего сгорания , как правило, в автомобиле или грузовике, в попытке улучшить экономию топлива , выходную мощность , выбросы или их комбинацию. Методы включают получение водорода посредством электролиза , хранение водорода на транспортном средстве в качестве второго топлива или реформирование обычного топлива в водород с помощью катализатора .
Было проведено много исследований топливных смесей, таких как впрыск бензина и закиси азота . Смеси водорода и углеводородов не являются исключением. [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] Эти источники утверждают, что загрязнение от выхлопных газов было снижено во всех случаях, и предполагают, что иногда возможно небольшое повышение эффективности.
Многие из этих источников также предполагают, что для получения каких-либо существенных результатов могут потребоваться изменения в соотношении воздух-топливо двигателя , времени зажигания , системах контроля выбросов , электронных системах управления и, возможно, других элементах конструкции. Измененный таким образом автомобиль может не пройти обязательный контроль по борьбе со смогом . [9] Из-за присущей этим подсистемам сложности , необходимости современной конструкции двигателя и стандартов выбросов , такие заявления, сделанные сторонниками улучшения водородного топлива, трудно обосновать и всегда оспариваются. [10]
На сегодняшний день продукты для улучшения водородного топлива не были специально рассмотрены Агентством по охране окружающей среды США , поскольку ни для одного исследовательского устройства или коммерческой продукции не имеется отчетов в соответствии с «Программой оценки устройств для модернизации послепродажного обслуживания автотранспортных средств». [11] Однако они указывают, что установка таких устройств часто подразумевает незаконное вмешательство в систему контроля выбросов автомобиля, что может привести к значительным штрафам. [12]
У Environment Canada есть исследовательская работа на эту тему. В ходе испытаний, проведенных в их лаборатории в 2004 году, они не обнаружили никаких улучшений в эффективности двигателя или экономии топлива. [13]
Также существует множество комплектов aftermarket, доступных для продажи за пределами США. Установка этих комплектов за пределами США может не противоречить законам тех стран, где они установлены.
Улучшение водородного топлива с помощью электролиза (с использованием автомобильных генераторов ) было предложено для использования в грузовиках с бензиновым и дизельным двигателем, [14] [15] [16], хотя конструкции на основе электролиза неоднократно не проходили испытания на эффективность и противоречили общепринятым законам термодинамики (т. е. закону сохранения энергии). Сторонники, которые продают устройства (часто называемые «устройствами HHO»), утверждают, что динамика часто неверно истолковывается, и из-за химических свойств полученной смеси можно добиться повышения эффективности способом, который не нарушает никаких научных законов. Многие тесты, проведенные группами по наблюдению за потребителями, показали отрицательные результаты. Этот метод может показаться привлекательным для некоторых поначалу, потому что легко упустить из виду потери энергии в системе в целом. Те, кто не знаком с электродинамикой, могут не понимать, что электролитическая ячейка отбирает ток из электрической системы автомобиля, вызывая увеличение механического сопротивления в генераторе, что всегда приводит к снижению чистой мощности. [9] [17] [18] [19] Поскольку для отделения водорода от кислорода требуется больше энергии, чем можно было бы получить при сжигании водорода, полученного этим методом, концепция такого устройства часто утверждается как прямое нарушение первого и второго законов термодинамики . [20] [21] [22] [23] [24] [25] Продавцам или промоутерам этих устройств предлагались денежные призы, чтобы продемонстрировать, что их заявления об увеличении экономии топлива верны, при этом очень немногие продавцы приняли вызов, и ни одно устройство не прошло его [ требуется ссылка ] .
Arvin Meritor , поставщик автомобильных технологий первого уровня, в свое время экспериментировал с технологией плазменного реформинга, которая использовала бы водород, полученный из топлива, для повышения эффективности сгорания двигателя и снижения выбросов NOx . [ 26] В этой ссылке говорится, что возможно увеличение тепловой эффективности двигателя на 20–30% . Однако для этого требуется модификация двигателя для работы в сверхбедной области графика степени сжатия против коэффициента эквивалентности воздуха/топлива (лямбда) наряду с другими модификациями. Эта технология не будет хорошо работать в качестве модернизации немодифицированной технологии двигателя. Это исследование проводилось совместно с лабораторией Sloan Automotive Laboratory в Массачусетском технологическом институте . В конечном итоге подразделение, проводившее это исследование, было продано инвестиционной компании. [27]
(...) окончательный вердикт термодинамики: вода — не топливо. Она никогда им не была и никогда им не будет. Вода не горит. Вода уже сгорела — это отработанное топливо. Это выхлопные газы. (...) А еще есть бедный Стэнли Мейер, изобретатель «водяного автомобиля». (...) Как еще можно извлечь энергию, сжигая воду, если не с помощью мифического вещества?