Переворот в автомире
В Чикаго и Ванкувере в системе общественного транспорта работают шесть не совсем обычных автобусов. Каждый из этих автобусов проехал уже более 100 000 км, однако их пассажиры вряд ли задумывались том, что в сердце везущей их машины лежит технология, которая готова совершить революцию в автомобилестроении.
Технология, о которой идет речь, называется Proton Exchange Membrane Fuel Cell - топливный элемент на протонообменной мембране, или PEM-элемент (буквально: топливная клетка). Этот электрохимический элемент превращает топливо в электричество. В этом, собственно, ничего удивительного нет. Впечатляет только то, что процесс превращения происходит без какого-либо горения. Иными словами, эта технология готовит замену одному из главных изобретений конца прошлого века - двигателю внутреннего сгорания.
Устройство топливного элемента достаточно просто: внутри элемента расположены два электрода (катод и анод), между которыми находятся мембрана и катализатор с платиновым покрытием. На анод подается водород, который может быть получен из природного газа, метанола или даже из нефти, а на катод С просто воздух. Водород разлагается на аноде на протоны и электроны; первые проходят через мембрану к катоду, вторые образуют электрический ток, а затем также попадают на катод.
В результате на катоде протоны и электроны водорода вместе с кислородом из воздуха образуют обыкновенный водяной пар. Двигатель нового поколения будет состоять из множества топливных элементов, воздухонагнетателя, системы охлаждения и системы управления.
Лидером в области разработки PEM-элементов является канадская компания Ballard Power Systems. Она была создана в 1979 г. для проведения исследований и разработок в области высокоемких литиевых батарей. С 1983 г. ведущим проектом компании стала разработка и коммерциализация PEM-элементов.
Первой автокомпанией, заинтересовавшейся разработками Ballard, стал концерн DaimlerChrysler. Промышленный гигант заявил, что работы по созданию двигателя, основанного на технологии топливных элементов, представляются ему лучшей альтернативой, чем работы с электромобилями. В 1993 г. компании заключили соглашение о сотрудничестве, которое четыре года спустя вылилось в создание совместного предприятия DBB Fuel Cell Engines. Кроме того, DaimlerChrysler приобрел 25% акций Ballard.
В декабре 1997 г. о своем намерении войти в это совместное предприятие объявил американский автогигант Ford Motor, выделивший на исследования $460 млн.DaimlerChrysler уменьшил свою долю в Ballard до 20%, а Ford приобрел 15% акций канадской компании. Что касается DBB, то DaimlerChrysler также уменьшил свой пакет в 66,6% акций СП, чтобы освободить место для Ford. В результате DaimlerChrysler оставил себе контрольный пакет акций DBB (51,5%), у Ford оказалось 21,8% акций, у Ballard - 26,7%.
В феврале 2000 г. СП было переименовано в XCELLSIS The Fuel Cell Engine Company.
В конце февраля этого года Ballard объявила о размещении акций на сумму $341 млн.
Компания намерена использовать полученные от размещения средства на коммерциализацию своих проектов со стратегическими партнерами и на дальнейшую научно-исследовательскую деятельность. Кроме того, Ballard собирается активизироваться на ниве слияния и поглощения компаний, а также построить свой первый завод для полномасштабного коммерческого производства топливных элементов и основанных на них систем. Запуск производства намечен на 2004 г.
Первый экспериментальный автомобиль с двигателем на топливных элементах - результат совместной деятельности Ballard и DaimlerChrysler - появился в 1994 г. под кодовым названием Necar 1. Это был мини-вэн, причем такой выбор был не случайным. В то время разработанная Ballard система занимала очень много места: фактически в мини-вэне осталось пространство только для водителя и одного пассажира. К 1996 г. компаниям удалось добиться уменьшения размеров системы в пять раз. Автомобиль следующего поколения, Necar 2, был представлен в мае 1996 г. Использованная в этом мини-вэне система уместилась в коробке размером с чемодан, которую разместили под задними сиденьями.
А буквально через год появился Necar 3, который был сделан на основе автомобиля модели Mercedes-Benz A-class. В качестве топлива для этого автомобиля используется метанол. Эта жидкость может храниться в таких же условиях, как и бензин, что в будущем облегчит переход с бензиновых двигателей на метаноловые.
При этом при производстве метанола в атмосферу выбрасывается гораздо меньше вредных веществ, так что автомобили с двигателями на топливных элементах можно считать самым экологически чистым видом транспорта.
Среди последних разработок в этой области можно отметить Jeep Commander, представленный DaimlerChrysler на автосалоне в Лос-Анджелесе в декабре 1998 г. На следующем автосалоне, в Детройте в январе 1999 г., Ford представил первый автомобиль серии P2000, которая задумана как серия машин с двигателями на топливных элементах. Наконец, в марте прошлого года DaimlerChrysler представил в Вашингтоне автомобиль Necar 4, также выполненный на основе A-class. Эта машина способна проехать 450 км (объем бака для метанола - 40 л), максимальная скорость составляет 145 км/ч.