Строго говоря, спирт уже давно применяется в качестве топлива для автомобилей. Например, на смеси этанола и бензина работает значительная часть автопарка Бразилии. Такое же биотопливо встречается в США и Европе. Но в этом случае все равно используется традиционный двигатель внутреннего сгорания, а в компании Nissan разрабатывают принципиально иную энергетическую установку — на твердооксидных топливных элементах (Solid Oxide Fuel Cell, SOFC), которые могут потреблять в качестве топлива чистый этиловый спирт или водно-спиртовую смесь (55% воды, 45% этанола).
Топливные элементы уже используются на водородомобилях (например, на серийных седанах Toyota Mirai и Honda Clarity): в их ячейках с протонно-обменной мембраной применяется полимерный электролит. Принципиальное отличие ниссановских SOFC-элементов в том, что они выполнены из твердой керамики и потому работают при гораздо более высокой температуре (700—1000 градусов), что требует мощной теплоизоляции и увеличивает время запуска.
Схема силовой установки с SOFC-элементами
Зато у твердооксидных топливных элементов есть сразу несколько важных преимуществ: благодаря высокой температуре для работы им не нужен дорогостоящий платиновый катализатор, а вдобавок они безразличны к монооксиду углерода. Обычные ячейки с протонно-обменной мембраной «отравляются» при контакте с угарным газом, и их эффективность падает.
Ниссановская энергетическая установка содержит реформер, в котором этанол разлагается на водород и углекислый газ. Водород и атмосферный кислород, в свою очередь, поступают в топливные ячейки, где вырабатывается ток. На выходе — электричество, вода и углекислый газ. А выделяемое в ходе реакции тепло используется для подогрева реформера. Кстати, теоретически эту установку можно перевести и на питание природным газом.
Принцип работы энергетической установки на SOFC-элементах
Электромобиль с такой энергетической установкой и топливным баком обычного размера будет иметь запас хода около 600 км, что не уступает традиционным автомобилям и примерно вдвое превышает средний показатель нынешних аккумуляторных электромобилей. Главным препятствием для распространения электромобилей с топливными ячейками всегда была не только высокая цена электрохимического генератора, но и сложности с созданием инфраструктуры водородных заправок. Транспортировка и хранение спирта гораздо проще и дешевле, так что затраты на инфраструктуру должны оказаться значительно ниже.
Довести технологию до коммерческого применения ниссановцы рассчитывают к 2020 году. Любопытно, что Honda в сотрудничестве с компанией Ceres Power также разрабатывает топливные ячейки аналогичного типа — правда, утверждается, что не для использования на транспорте.
