Схема расположения топливных элементов внутри автомобиля.

Nuvera — небольшая американская компания, с 1991 года занимающаяся разработкой двигателей, альтернативных доминирующим сейчас бензиновым и дизельным. В основе разработок Nuvera лежит так называемый "топливный элемент" (Fuel Cell).

Топливный элемент — устройство, не имеющее движущихся частей, в котором происходит химическая реакция водорода и кислорода, в результате которой вырабатывается электричество. Побочными продуктами реакции является выделяемое тепло и некоторое количество воды.

Принцип "топливного элемента" в корне отличается от обычного процесса электролиза, применяемого сейчас в батареях и аккумуляторах. Разработчики утверждают, что их продукция — это по сути дела "вечная батарейка", имеющая весьма значительный срок службы. Кроме того, в отличие от обычной батареи, "топливный элемент" не нуждается в подзарядке.

Подписав соглашение о партнёрстве с Renault, специалисты Nuvera планируют уже к 2004 году полностью завершить разработку системы, производящей из водорода специальное "топливо" для новых двигателей в промышенных масштабах. Renault, в свою очередь, сразу же возьмёт на вооружение новые технологии и будет использовать их в производстве своих автомобилей.

Вообще-то усилия Nuvera направлены на создание водородного двигателя, который бы был полноценной альтернативой традиционным бензиновым и дизельным моторам. А автомобили с такими двигателями по своим техническим характеристикам ни в чём не уступали обычным машинам. Но это — планы на будущее, хоть и не очень далёкое.

Пока же речь идёт только о гибридных двигателях, способных работать и на обычном топливе.

Toyota Highlander с гибридной силовой установкой FCHV-4.

Тем временем другой автогигант — японская Toyota — уже к концу 2002 года планирует выпустить в продажу небольшое количество внедорожников Highlander. Эти автомобили оборудованы гибридной силовой установкой FCHV-4, использующей в качестве топлива и бензин, и водород.

Впрочем, Toyota не ожидает бешеного спроса на экспериментальные модели. Отсутствие сегодня "водородных заправок" и сервисной инфраструктуры — основное препятствие для широкого распространения новинки.

Пока же специалисты сходятся во мнении, что массового "наступления" автомобилей на гибридных, а затем и чисто водородных двигателях, следует ожидать не раньше 2010 года.

В общем, поживём — увидим. Если к тому времени сквозь выхлопные газы хоть что-нибудь удастся разглядеть.

«Водородные батарейки»

Группа инженеров из технологического института штата Массачусетс (Massachusetts Institute of Technology) совместно со специалистами других университетов и компаний разрабатывает миниатюрный топливный двигатель, который в будущем сможет заменить батареи и аккумуляторы.

Журнал Popular Science, опубликовавший статью об исследованиях американских учёных, не удержался от восторга: "Вы только представьте себе жизнь без батареи! Когда топливо заканчивается в вашем ноутбуке, вы "заливаете полный бак" — и вперёд!"

Двигатель этот — размером с десятицентовую монету, но чуть толще её, а работает так: водород сжигается в камере сгорания, а затем газ поступает в турбину. Все крошечные компоненты выгравированы с высокой точностью на кремниевых платах точно так же, как компьютерные чипы на интегральных микросхемах. Опытный образец состоит из пяти сложенных плат, а поскольку такие платы могут быть изготовлены тем же способом, что и компьютерные, их производство не потребует больших затрат.

Главная проблема крошечного двигателя — КПД, так как миниатюрные компоненты не всегда работают так же, как их "старшие братья", и проблемы возникают и на молекулярном уровне. Один из разработчиков, профессор колумбийского университета, Люк Фречетт (Luc Frechette) считает, что притяжение молекул способно нарушить работу компонентов двигателя. На этом проблемы не заканчиваются — высокая температура от камеры сгорания распространяется и на другие детали.

Цель ученых — создать двигатель, который будет работать с КПД 10%, то есть в 10 раз эффективнее, чем батареи. Профессор Фречетт уверен, что работоспособный миниатюрный двигатель будет собран через два года, но коммерческие модели появятся не раньше 2010 года.

Солнечная энергетика

Альтернативные и возобновляемые источники энергии, такие как энергия ветра и солнечного света, гидро- и геотермальная энергия, во всем мире привлекают все больше внимания. Растущий интерес к ним вызван экологическими соображениями, с одной стороны, и ограниченностью традиционных земных ресурсов — с другой. Особое место среди альтернативных и возобновляемых источников энергии занимают фотоэлектрические преобразователи солнечной энергии, изучение которых превратилось в отдельное научное направление – фотовольтаику.
Однако высокая стоимость солнечных элементов до недавнего времени закрывала им путь в области, где без них можно обойтись. Но времена меняются, и экономически передовые государства в своих национальных программах уже стимулируют массовое применение солнечных батарей. что это — дань моде, транснациональное лоббирование чьих-то интересов или устойчивая тенденция, время которой пришло?
Источник, который не иссякнет
Источником энергии солнечного излучения служит термоядерная реакция – каждую секунду на Солнце ~6*10¹¹ кг водорода превращается в гелий. Дефект массы при этом составляет 4000 кг, что согласно соотношению Эйнштейна E=mc2 приводит к выделению 4*10²⁰ Дж энергии. Основная часть этой энергии испускается в виде электромагнитного излучения в диапазоне 0,2–3 мкм. Поскольку полная масса Солнца ~2*10³⁰ кг, оно должно пребывать в достаточно стабильном состоянии свыше 10 млрд. лет с постоянным выделением энергии.
Ин