Россиянам показали первый отечественный вездеход на водороде

Инженеры МФТИ представили на форуме «Иннопром – 2024» в Екатеринбурге первый российский вездеход «Русак К-10» на водороде.


Водородное топливо вместо дизеля – это не фантастика, а реальность. И такой вездеход уже существует в России. Инженеры Института арктических технологий МФТИ во главе с директором Юрием Васильевым представили на технологическом форуме «Иннопром – 2024» в Екатеринбурге первый российский вездеход «Русак К-10» на водороде и водородную заправочную станцию.

Внедорожник создали ученые МФТИ совместно с компаниями «Вездеходы для севера», «Кубо» и «Гидроджен Энерджи». Машина способна работать в экстремальных условиях Крайнего Севера, в том числе при очень низких температурах.

«Русак К-10» – это пятиосная машина массой 12,5 тонны, способная набирать скорость до 60 км/ч, перевозить восемь пассажиров и 2,5 тонны груза. Вездеход работает на энергетической установке на топливных элементах, в которых используется чистый водород. Машина может спокойно проезжать до 400-500 км без дозаправки.

В основе работы вездехода – водородный топливный элемент мощностью около 120 кВт, который получает водород из шести баллонов суммарным объемом 1200 литров. Данная система питает группу тяговых литий-ионных аккумуляторов, а они обеспечивают энергоснабжение синхронных электродвигателей мощностью 180 кВт с постоянными магнитами.

Водородный вездеход разработали как пилотный экземпляр специально для научно-исследовательской станции «Снежинка», что находится в Ямало-Ненецком автономном округе. Инновационная водородная установка промышленного внедорожника преобразует химическую энергию водорода в электрическую энергию. В отличие от обычного дизеля, батарея на водородном топливе способна работать в сильнейший мороз.

После процедуры сертификации машина пройдет тест-драйв на Ямале. Там же инженеры протестируют работу водородной заправки.
На своем стенде в рамках выставки «Иннопром – 2024» московский физтех также представил водородный коптер, электрический сноубайк, компрессоры, систему хранения водорода.

К слову, водородные автомобили являются многообещающим дополнением к двигателям внутреннего сгорания и электромобилям для личного и коммерческого использования. Первый двигатель внутреннего сгорания работал как раз не на бензине, а на смеси водорода и кислорода в 1806 году. Швейцарский инженер Франсуа Исаак де Риваз содержал газообразный водород в баллоне и использовал для зажигания электрический стартер Вольта.

В 1900-е годы водород уступает место бензину. В то время как эксперименты с водородными транспортными средствами продолжались на протяжении всего двадцатого века, бензиновые двигатели внутреннего сгорания доминировали в автомобильной промышленности. Тем не менее, водородные инновации развивались.

В 1933 году родился новый водородный автомобиль. Норвежская энергетическая компания Norsk Hydro разработала грузовик с водородным двигателем, в котором использовался ДВС, приводимый в движение водородом, извлеченным из установки риформинга аммиака.

В 1939 году британский инженер Фрэнсис Т. Бэкон разработал топливный элемент мощностью пять киловатт, первый массовый топливный элемент двадцатого века. Однако Бэкону потребовалось еще двадцать лет, чтобы усовершенствовать свою конструкцию до такой степени, что элемент мог бы питать сварочный аппарат.

В 1941 году Россия переоборудовала 200 грузовиков с бензиновым двигателем для работы на водороде. Водород сгорал чище и работал дольше, чем бензин, которого не хватало из-за нехватки топлива во время Второй мировой войны.

В 1966 году компания General Motors Electrovan, создала один из первых электромобилей на топливных элементах (FCEV), использовав топливный элемент, сочетающий в себе жидкий кислород и переохлажденный жидкий водород. Это нововведение стало первым шагом на пути к использованию сжатого водорода и кислорода, полученных из окружающего воздуха.

Обеспокоенность по поводу загрязнения воздуха и нехватки топлива стимулировала инновации в области чистой энергетики. В то время как автомобили на водородных топливных элементах были в основном разовыми демонстрациями, несколько производителей автомобилей экспериментировали с FCEV и создали системы хранения водорода.

В 1980-е годы военно-морской флот начал изучать использование топливных элементов на подводных лодках, чтобы применять их эффективные и скрытные эксплуатационные качества. Подводные лодки, работающие на топливных элементах, могут оставаться незамеченными под водой до трех недель.

В 1998 году Исландия объявила о своем плане создания водородной экономики. Исландия планировала в течение десяти лет перевести весь свой общественный транспорт на автомобили на топливных элементах.

В 1999 году в Германии открылась первая коммерческая водородная станция для грузовых и легковых автомобилей. Тем временем компания Daimler Chrysler представила свой автомобиль на жидком водороде NECAR 4, получивший восторженные отзывы критиков.

С началом нового тысячелетия стали проявляться опасения по поводу выбросов, эффективности и энергетической безопасности. Повышенное внимание к снижению зависимости от ископаемого топлива стало катализатором пересмотра разработки топливных элементов как устойчивого источника энергии.

Общественный транспорт, работающий на водороде, становится глобальным. В 2018 году Норвегия, Китай и некоторые части Великобритании начали использовать автобусы на топливных элементах и другие транспортные средства, работающие на водороде. Кроме того, начали распространяться водородные установки, что позволило таким странам, как Австралия, производить и экспортировать водородное топливо.

Стремление к отказу от ископаемого топлива снова вызвало интерес к технологии водородных топливных элементов. Это побудило производителей автомобилей, таких как Toyota и Hyundai BMW, разработать и выпустить автомобили на водородных топливных элементах.

По состоянию на февраль 2023 года на открытых дорогах находилось 56 тысяч пассажирских электромобилей FCEV. Эти марки и модели (доступны на некоторых рынках) включают: Тойота Мирай (выпущена в 2014 году), Hyundai Nexo (выпущен в 2018 году), Honda FCX Clarity (выпускалась с 2016 по 2021 год). Кроме того, в разработке находятся новые водородные автомобили: БМВ IX5, Хонда CR-V FCEV.

Для того, чтобы промышленные и потребительские автомобили с водородным двигателем стали пригодными для крупномасштабного распространения, может потребоваться больше времени. В первую очередь из-за ограничений инфраструктуры. В 2023 году по всему миру было продано всего 14 451 автомобилей на водородном топливе.

Россия стремится поддерживать мировую «зеленую» повестку и в условиях санкций старается добиться независимости от зарубежной техники, а отечественные ученые и инженеры всячески поддерживают инициативы и успешно воплощают задуманное в жизнь.