Почему водород называют «топливом будущего»? Могут ли транспорт и промышленность полностью перейти на «чистую» энергию? Как связаны композиты с транспортом будущего и мостами?  На эти и другие вопросы получили ответы 20 марта гости Информационного центра по атомной энергии (ИЦАЭ) Саратова в ходе тематического «ИЦАЭ OPEN: Топливо будущего».

Открыла «ИЦАЭ OPEN» игротека. Гости центра сыграли в классическую «Экивоки», а также познакомились с фирменной настольной игрой сети ИЦАЭ «Arctic Nostra» по мотивам «Мафии», в которой необходимо спасти караван судов от медведей-оборотней. Кроме того, ребята школьного возраста сразились в командной интеллектуальной игре «Адреналин». Они узнали, что в центре каждого атома находится ядро с протонами и нейтронами, познакомились с советским физиком Игорем Курчатовым и увидели урановые таблетки, которые являются топливом для АЭС.

После чего состоялся мастер-класс «Бумажный сопромат. Мост». Школьники посмотрели серию «Фиксиков» о композитных материалах, обсудили, где можно увидеть древесно-полимерные композиты, железобетон и целые мосты из композитов. Затем ребята в командах самостоятельно начали строить мосты из заранее подготовленных материалов. В конце мастер-класса каждый мост был проверен на прочность, и авторы самой выносливой конструкции получили детский журнал «Фиксики. Мир композитных материалов».

Маргарита Щёкина, учитель начальных классов, поделилась своими впечатлениями: «Это был потрясающий завершающий день перед каникулами. Было ярко, интересно, а главное – познавательно, особенно интересно было строить мосты. От квиза тоже осталось много впечатлений, ребята вошли в азарт и были очень рады победе».

Главным мероприятием «ИЦАЭ OPEN» в этот день стал телемост между ИЦАЭ Саратова и Ижевска, посвящённый водородному транспорту и композитным баллонам для него.

О перспективах развития водородного топлива в автомобильном транспорте, его преимуществах и недостатках, а также экологических особенностях рассказали саратовские спикеры: Сергей Гусев, доктор экономических наук, профессор, заведующий кафедрой «Организация перевозок, безопасность движения и сервис автомобилей», и Игорь Куверин, кандидат технических наук, доцент той же кафедры.

Учёные Саратовского государственного технического университета имени Ю.А. Гагарина рассказали, что водород можно применять как для личных автомобилей, так и для общественного транспорта. Причем он уверенно себя чувствует не только в зоне умеренных широт, но и в экстремальных условиях Крайнего Севера.

Сергей Александрович показал устройство водородного двигателя и схему работы топливного элемента. Он отметил: «Топливный элемент может использоваться как основной источник энергии для движения автомобиля. В то же время может быть использована иная компоновка, когда водород является добавлением к основному источнику энергии – бензину или дизельному топливу».

Спикер показал примеры реальных автомобилей с водородными двигателями – японский Toyota Mirai и российский NAMI Hydrogen. Среди преимуществ такого транспорта Сергей Гусев выделил экологическую чистоту и высокую энергоёмкость. При использовании водорода в топливных элементах вместо привычных выхлопных газов с CO₂ выделяется только вода. К тому же 1 кг водорода передаёт столько же энергии, сколько создаст 3 кг бензина. Водородные грузовики и автобусы смогут преодолевать большие расстояния без частой дозаправки.

Доктор экономических наук также отметил быструю заправку водородных топливных ёмкостей по сравнению с электромобилями, долгий срок хранения водорода и снижение зависимости от ископаемого топлива. Говоря о недостатках водородного транспорта, Сергей Александрович рассказал о высокой стоимости производства «зелёного» водорода и его энергоёмкости. Водород – легковоспламеняющийся газ, который требует строгого соблюдения мер безопасности при хранении, транспортировке и использовании. Спикер отметил, что «в мире наблюдается рост производства водорода». Он показал примеры водородных автозаправочных станций, генераторов водорода и водородные батарейки-картриджи.

Водородный и электротранспорт – экологичные варианты автомобилей будущего. Кандидат технических наук Игорь Куверин рассказал, как могут разделиться в будущем эти два вида транспорта: «Некоторые учёные предполагают, что в будущем легковые автомобили будут иметь электродвигатель, а грузовые – водородный».

Как в транспортировке и хранении водорода и другого газового топлива используются композитные баллоны? Об этом рассказал эксперт из Ижевска – руководитель проектного офиса Научно-производственной фирмы «Реал-Шторм» (входит в ГК Росатом) Иван Капустин.

Своё выступление Иван начал с рассказа о том, что такое композиты и в каких сферах они применяются. Также спикер объяснил, что из себя представляют углеродное волокно и стекловолокно. Именно они являются основой для композитных материалов, производимых Композитным дивизионом Росатома. «Реал-Шторм» производит металлокомпозитные баллоны, которые используются в топливных баках автомобилей на метане, ёмкостях для газонаполнительных станций и для технических газов. Эти баллоны относятся к 3 типу – они имеют стальную или аллюминиевую основу, а также армирующую намотку по всей поверхности баллона. Обмотка из базальта, стекловолокна и углеволокна создают невероятно прочную и лёгкую оболочку баллона.

«Баллоны 3 типа не подвержены водородному охрупчиванию, могут эксплуатироваться в экстремальных температурах от -60 до +65 °C. Такие баллоны используются в автобусах, грузовиках, а также в хранилищах, в том числе для хранения водорода. Эти хранилища могут быть установлены как рядом с заправочными водородными станциями, так и в месте производства водорода», – дополнил Иван.

«Реал-Шторм» поставляет баллоны крупным производителям транспорта: КамАЗ, ЛиАЗ, МАЗ, ГАЗ, РариТЭК, Volgabus. Некоторые водители переживают за безопасность автомобилей с газовыми двигателями. Иван Капустин отметил, что разрушения газовых баллонов случаются, но чаще всего это связано с нарушениями техники безопасности.

Иван рассказал об устойчивости баллонов 3 типа к механическим повреждениям: «Внешняя оболочка баллона – это не вся её силовая защита. Силовую оболочку составляет основной композитный материал – смесь волокна со смолой. Он покрывается стекловолоконным защитным слоем, который защищает внутреннюю силовую оболочку от механических повреждений».

Между выступлениями спикеров гости ИЦАЭ Саратова и Ижевска приняли участие в квизе, посвящённом водородному транспорту и композитным материалам. Участники узнали о пайкерите – композите из льда и целлюлозы, а также увидели примеры водородного транспорта прошлого века.

Школьница Софья Маркова отметила живой интерес слушателей к теме: «Мне очень понравилось, что большинство людей, которые задавали вопросы, вели оживлённый диалог с экспертами. Было очень интересно слушать, какие вопросы приходили на ум людям, увлечённым темой. Данная отрасль науки очень актуальна сейчас, и телемост позволил им понять, что развиваться в данной сфере можно и нужно».