Принцип работы топливных элементов был известен 160 лет назад, когда его описал английский судья и профессор физики Вильям Роберт Гроуз. Но только достижения последнего десятилетия в области мембранных технологий, которые удалось добиться лишь с помощью мощных компьютеров, позволили подойти к практическому использованию элементов.
До недавних пор топливные элементы конструировали только для научных целей, например космических исследований. В настоящее время их начинают применять на стационарных и передвижных электростанциях, внедрять в качестве силовых установок на надводных судах и подводных лодках.
Рано или поздно человечество распрощается с двигателем внутреннего сгорания. Альтернатив ему изобретено немало, но наиболее перспективна силовая установка, использующая в качестве топлива водород. Именно на этом направлении сосредоточили основные усилия (и миллиардные инвестиции) ведущие мировые автопроизводители. Аналогичные работы ведутся и в России. Кстати, в СССР еще в начале 80-х годов прошлого века успешно прошел испытания микроавтобус РАФ с водородной силовой установкой. Разумеется, речь идет об установке, в которой водород, проходя через топливные элементы, генерирует энергию, питающую электромотор.
Бортовая энергоустановка состоит из хранилища водорода (либо вещества, из которого он конвертируется), топливного элемента (ТЭ) — устройства преобразования энергии окисления водорода в электричество — и электродвигателя. Причем еще чуть более 10 лет назад в ТЭ использовался водно-щелочной элемент. Но постепенно пришли к выводу, что полимерно-мембранная технология куда совершеннее, ведь в случае ее применения не нужно возить дополнительные баллоны с кислородом.
Институт водородной энергетики и плазменных технологий Российского научного центра «Курчатовский институт» вместе с тольяттинским заводом «Красная Звезда», НАМИ, некоторыми другими партнерами готовят опытный образец автомобиля с топливными элементами на борту, которые работают на водород. Система помещается в подкапотном пространстве.
Япония — лидер в технологии производства машин. Компания «Тойота» первой в мире поставила на поток автомобили с гибридным двигателем (бензиновый мотор и электродвигатель, без коробки передач). Автомобили, работающие на топливных элементах, фактически на водороде (выхлоп — обычный водяной пар), выпускают «Тойота» и «Хонда».
Американские исследовательские агентства предсказывают весьма значительный рост продаж автомобилей с гибридными силовыми установками. По прогнозам, к 2008 г. в США будут покупать до полумиллиона машин такого типа. А спустя пять лет рынок вырастет еще на 50%. В 2002 г. гибридным моделям отдали предпочтение 38 тыс. американцев, сегодня — до 54 тыс.
