Арктика безжалостна к двигателям большинства средств передвижения. В экстремальные холода дизель замерзает патрубками и густеет топливом, литий-ионная батарея разряжается и деградирует блоками, а лошадь не выходит из стойла, упираясь всеми четырьмя копытами в косяк здания. Остаются олени, но на них тяжело погрузить что-то тяжелее чума.

Одним из потенциальных решений для заполярного автопарка может стать водородный двигатель — об этом на «Иннопроме – 2024» громко заявил МФТИ. Инженеры института представили широкой публике сразу три решения: вездеход, беспилотник и снегоход, а в содружестве с белорусскими партнерами — карьерный самосвал.

Преимущества водородного двигателя в экстремальных температурах налицо — он не замерзает даже в -60. По словам руководителя Центра компетенций НТИ по технологиям новых и мобильных источников энергии ФИЦ ПХФ и МХ РАН Алексея Левченко, дрон может летать до 2,5 часов со скоростью до 50 км/ч. Это в 2-4 раза превосходит показатели современных электрических БПЛА с аккумуляторами. При этом беспилотник может нести на себе полезную нагрузку в размере 2 кг при относительно небольшом самостоятельном весе, всего 1,5 кг.

Впрочем, полнее всего водородный двигатель раскрывается в арктических вездеходах. Совместный проект инженеров МФТИ и компаний «Вездеходы для Севера», «Кубо» и «Гидроджен Энерджи», «Русак К-10» обладает автономностью хода до 400-500 км по пересеченной местности. Топливный элемент питается от шести баллонов на 1200 литров с давлением 350 бар, производя около 120 КВт мощности. Автомобиль обладает положительной плавучестью, его шины низкого давления минимально воздействуют на окружающую среду, а из выхлопной трубы течет дистиллированная вода. На данный момент это самый экологичный вид транспорта из существующих «в металле», который потенциально может ездить по тундре.

Специалисты отмечают, что водородный двигатель прекрасен не только своими ТТХ, но и возможностью масштабирования. Его можно засунуть хоть в снегоход, хоть в карьерный самосвал. При этом КПД водородного двигателя начинается от 45%, в то время как классический ДВС едва-едва достигает 35% в максимуме. Скорость заправки не сравнима с электрокарами — к примеру, для карьерного самосвала это всего полчаса. Сегодня БелАЗ произвел опытные образцы, которые пройдут проверку на Сахалине. Пока достоверно неизвестно, какова будет конечная экономическая эффективность внедрения нового двигателя после нескольких лет эксплуатации. По расходам на топливо хозяин самосвалов точно выиграет — водород дешевле дизеля на 30-40% в зависимости от марки.

Нюансы традиционно кроются в мелочах. При своих несомненных достоинствах водородный двигатель имеет ряд существенных недостатков. Во-первых, это стоимость самого двигателя. Он сложный и содержит в себе драгоценные металлы, в основном — платину. Она выступает катализатором, нанесенным на электроды мембраны, преобразующей сжатый водород в электричество и водяной пар. Конечно, высокая стоимость преодолима путем создания массового производства, но для старта все же необходимы определенные условия, которые пока не сложились. Во-вторых, водород опасен. Газ обладает высокой летучестью, и в случае утечки из баллона быстро заполнит все доступное пространство. Достаточно одной искры, и автомобиль повторит судьбу дирижабля «Гиденбург» со всеми положенными языками пламени, разлетом запчастей автомобиля и водителя. В июне 2019 года в Норвегии взорвалась водородная АЗС — ударная волна была ощутима на расстоянии 28 км. После этого подобные заправки в стране закрыли, а продажи автомобилей приостановили.

Конечно, это не те проблемы, которые невозможно решить, — история развития ДВС и автомобилестроения в частности является хорошим доказательством, что при наличии времени и развитого производства можно решить практически любые задачи. Если водородный двигатель массово появится в Арктике, то есть вероятность, что в ближайшем будущем он окажется и в «гражданском» автомобилестроении. Ключевым же проектом является МАС «Снежинка» — именно там будут проводиться расширенные тесты технологии. 

Изображения: Shutterstock