«Мир преодолел страх перед водородом»

Об истории создания отечественного водородного двигателя, о том, каковы перспективы у этого альтернативного топлива, «НИ» рассказал заместитель директора программ РКК «Энергия» им. С.П. Королева по энергоустановкам на основе топливных элементов Сергей ХУДЯКОВ.

– Сергей Андреевич, почему именно водород?

– За последнее время было проведено много исследований в области альтернативных источников энергии. Лучше водорода на данный момент ничего не нашлось. Запасы нефти иссякают, газа хоть и должно хватить лет на 80–100, все же он не отвечает все возрастающим требованиям по экономичности и экологической чистоте. Водорода же вокруг нас полным-полно. Его можно получать, к примеру, из воды путем электролиза. Побочным продуктом такой реакции является кислород. Потом после использования водорода с кислородом в машинах опять образуется вода. Получается экологически безвредный, замкнутый цикл, что похоже на кругооборот воды в природе. Преимущества водорода были известны достаточно давно. Первые энергетические установки на основе топливных элементов разрабатывались именно для космоса, где подобный кругооборот большой плюс.

– А для каких целей они применялись?

– История практического использования топливных элементов началась вместе с советской лунной программой. Наша группа работает над энергетическими установками на основе водородно-кислородных топливных элементов еще с 1967 года. Тогда строился ракетно-космический комплекс Н1 Л3. Корабль для лунной экспедиции по ряду технических причин нецелесообразно было оборудовать солнечными батареями, в том числе и потому, что их суммарная освещенность на орбите вокруг Луны была всего 0,15–0,2 %. Емкости аккумуляторов для обеспечения корабля электроэнергией на протяжении всего полета к Луне на орбите вокруг Луны и при возвращении к Земле было недостаточно. Поэтому в качестве энергетической установки на межпланетном корабле проектом предусматривалась энергоустановка на основе водородно-кислородных топливных элементов. Наша группа взялась за разработку. Техническое задание предусматривало сложную задачу, а именно требовалось обеспечить энергией бортовые системы, ЭВМ, научные приборы и др. в течение 12 суток полета. Электрохимический генератор был создан на Уральском электрохимическом комбинате. Его мощность составляла 1 кВт. На корабле разместили 3 таких генератора. Позднее, когда американский проект полета к Луне рассекретили, мы сравнивали их водородное оборудование с нашим. Уровень оказался примерно одинаков.

– К сожалению, советская лунная программа не было осуществлена. Как дальше развивались исследования?

– Буквально через несколько лет после Луны, в 1976 году, было поручено разработать энергоустановку для многоразового космического корабля «Буран». На челноке, так же, как и на лунном орбитальном корабле, нельзя было установить солнечные батареи. Мы довели мощность энергетической водородной установки до 40 кВт. В блоке из нескольких устройств корабль получил надежную энергосистему. Вскоре на Уральском электрохимическом комбинате освоили мелкосерийное производство более эффективных электрохимических генераторов. Последующие испытания доказали высокую эффективность энергоустановки, и она фактически была готова к полету в космос. Но началась перестройка, и программа многоразовых кораблей «Буран» была закрыта.

– Насколько взрывоопасен водород и не скажется ли внедрение нового типа двигателей на безопасности автомобиля?

– Это одно их важных направлений исследования. Боязнь водорода в технических устройствах началась с тридцатых годов. В мае 1937 года в США произошло страшное крушение немецкого трансатлантического дирижабля «Гинденбург». Взорвался водород, которым был заполнен лайнер. Погибли несколько десятков пассажиров. С тех пор пассажирские дирижабли больше не использовались. А боязнь водорода приобрела термин «синдром Гинденбурга». Сейчас со взрывоопасностью водорода можно бороться. Разработаны композитные баки. Изготовлены они из герметичного сосуда, обмотанного снаружи стекловолокном. Они не взрываются, а только трескаются. В США проводился эксперимент. Два автомобиля, один водородный, а второй обычный с бензином, заправленных под завязку, сбросили с 10-метровой высоты. Баки обычной машины сразу лопнули, бензин потек, возникла искра, и автомобиль запылал. При падении баки водородного электромобиля тоже треснули, но газ стал выходить и тут же улетучивался вверх. Пожара не произошло. По общему признанию водород даже безопаснее чем природный газ, на который сейчас активно переводятся многие автомобили и автобусы.