Перед нами велосипед, который заправляется водой. Причём абсолютно любой водой: питьевой, дождевой, морской и даже мочой. Законов физики чудо-изобретение не нарушает. Вода нужна, чтобы прореагировать с порошком, фактически и являющимся носителем энергии. Чего больше в проекте, плюсов или минусов — это ещё вопрос. Тем не менее разработчики обещают вывести новинку на рынок.

В конце сентября в Лас-Вегасе на выставке Interbike две американские компании — производитель электрических велосипедов Pedego и специалист по химическим продуктам SiGNa Chemistry – представили своё совместное творение: опытный образец электробайка, способный ездить без подзарядки от розетки.

Устройство, закреплённое на багажнике, содержит картридж с порошком силицида натрия. Этот материал стабилен, не реагирует с кислородом и лишь медленно впитывает влагу из воздуха, если хранится в открытом виде. Но стоит добавить воды, как смесь начинает выделять водород, а также тепло.

Рис. 1. Здесь показана ключевая реакция в картридже от SiGNa Chemistry. Внизу слева: массовый процент H2 (вертикальная шкала) по отношению к весу исходного порошка в зависимости от температуры смеси в градусах Цельсия (горизонтальная шкала). Справа: темп генерации водорода после включения системы (горизонтальная шкала в секундах). Чёрные линии показывают параметры для силицида натрия, синие – для альтернативного состава натрий-силикагель, с которым также экспериментировала компания (иллюстрации SiGNa Chemistry).

Давление в системе развивается небольшое — вдвое меньше, чем в баночке с содовой. Так как водород в чистом виде тут не хранится, а сразу используется, система очень безопасна. Нетрудно догадаться, что полученный водород тут же идёт в небольшой и сравнительно дешёвый топливный элемент. На выходе — электрический ток и водяной пар.

Элемент развивает 200 ватт непрерывной мощности, так что при спокойном движении избыток направляется в стандартную для Pedego литиевую батарею. Запас можно использовать для ускорения или при подъёме в гору. Кстати, аппараты Pedego оснащаются электромоторами мощностью 500 ватт. Это не рекорд в отрасли, но больше, чем у львиной доли серийных электробайков.

Объём энергии в одном картридже составляет 700 ватт-часов. Базовая литиевая батарея, которой комплектуются Pedego, вмещает 350–360 ватт-часов. Так что, по идее, только на одном картридже без зарядки от сети порошковый Pedego должен проезжать вдвое больше, чем его серийный собрат.

Рис. 2. Опытный образец велосипеда с генератором от SiGNa Chemistry (чёрный ящик сзади). Белая коробочка ниже – буферная литиевая батарея (фото с сайта wired.com).

Впрочем, как и у всех электровелосипедов, на запас хода гибрида сильно влияет вес седока, условия движения и средняя скорость. Не потому ли партнёры, что называется, путаются в показаниях?

В пресс-релизе SiGNa, опубликованном в Wired, предельный запас хода новинки без использования педалей обозначен как 60 миль (96 километров), а в официальном сообщении Pedego — «свыше 40 миль» (64 км). В любом случае серийные велики этой фирмы пробегают на одной зарядке своих стоковых батарей намного меньше: 24–48 километров в зависимости от условий.

Одно из достоинств разработки — возможность горячей замены картриджа. Велосипедист может взять с собой ещё пару-тройку таких же, благо коробочка эта весит всего 680 граммов.

Отсюда, кстати, следует ещё один плюсик — удельная ёмкость картриджа превышает киловатт-час на килограмм. Это примерно на порядок больше, чем у тяговых литиево-ионных батарей. Потому компания SiGNa считает, что её система более выгодна, чем аккумуляторы.

Рис. 3. В велосипедах Pedego мотор установлен на заднем колесе. Оно больше загружено весом седока, а потому способно реализовать большую тягу, к примеру, на мокрой дороге, нежели модели-конкуренты с электромотором в передней ступице.

Ещё одно отличие от ряда аналогов: развиваемая мотором мощность регулируется рукояткой на руле и никак не зависит от усилия на педалях. В Европе, к примеру, законодательство обязывает электровелики работать по принципу ассистирования: нажал на педали – получил электрическую добавку к «живой» тяге. Стоят электровелики Pedego $1795–2295 (фото Pedego).

Судя по последним новинкам, велосипеды с ассистирующими моторами постепенно эволюционируют в сторону электрических мотоциклов. Достаточно вспомнить дорогой, но самый быстрый и самый дальнобойный электровелосипед в мире.

Правда, законодательство ряда стран из соображений безопасности ограничивает мощность мотора на велосипеде. Иначе мы и впрямь получили бы мотоцикл с добавкой в виде педалей. А это, согласитесь, уже другая история: высокая скорость предполагает «взрослую» светотехнику, солидную тормозную систему, наличие водительских прав у владельца и так далее. Тем не менее параметры велосипедов растут, и создателям двухколёсных машин приходится либо ставить более ёмкие и дорогие батареи, либо искать альтернативу.

Топливные элементы — один из вариантов. Но при этом нужно помнить, что водородные велосипеды созданы давно, а массовыми так и не стали. Проблемы – это необходимость в организации продажи баллончиков (картриджей) с водородом либо в создании сети водородных заправок. Ну и оптимальный способ хранения — всё ещё тема для жарких дискуссий.

По информации ICIS Green Chemicals, компания SiGNa построила и испытала первый образец комбинированного генератора под названием H300 (на снимке) ещё год назад.

Рис. 4. Система была создана в кооперации с американской компанией Trulite. Она отвечала за топливный элемент, который утилизирует водород, вырабатываемый по технологии SiGNa. Среди возможных областей применения уже тогда назывались электровелосипеды, что и было продемонстрировано нынешней осенью (фото с сайта icis.com).

SiGNa Chemistry утверждает, что её безопасные ёмкости с «песком» силицида натрия будут недороги (точных цифр, впрочем, не называет). А отработанные коробочки полностью перерабатываются. Они содержат силикат натрия, который можно использовать как сырьё в целом ряде промышленных отраслей.

Победит ли такая схема обычный принцип «приехал, наполнил аккумулятор от розетки, отправился дальше»? Батареи ведь тоже совершенствуются. Существует даже серийный электрический велосипед с полной зарядкой за семь минут. Ну и горячую замену заранее заряженных аккумуляторов тоже придумали не вчера.

Авторов новой системы, видимо, не смущает даже то, что похожий проект японцев (в нём для получения водорода из воды использовался алюминий) так и не стал заменой банальным аккумуляторам. Необходимость где-то покупать картриджи с точки зрения удобства явно проигрывает поиску розетки.

Однако SiGNa Chemistry уже принимает предварительные заказы на систему. Компания считает, что технологию можно распространить на генераторы мощностью до киловатта. Это значит, что возможно запитать силицидом источники бесперебойного питания для компьютеров, газонокосилки, тележки для гольфа и так далее. Что до порошкового электробайка, то, по некоторым данным, он должен появиться в продаже следующим летом.

По материалам: