Как сделать бензин из мусора в домашних условиях? | Возможно ли это вообще?

Производством горючего занимаются нефтеперерабатывающие предприятия. Но стоимость в литрах на автозаправках настолько отпугивающая, что часто автовладельцы спрашивают: как можно сделать бензин в домашних условиях. Ежегодно в атмосферу выбрасываются кучи отходов. А если пустить их в дело, подобрать агрегат для перегонки, то можно вполне попробовать изготовить метанол (метиловый спирт) своими силами.

Бензин своими руками

Наряду с изготовлением самодельного биодизеля из растительных и животных жиров умельцы в домашних условиях получают и бензин или вещество, сходное с ним. Таким топливом заправляют бензопилы, мотоциклы и даже автомобили. Правда, досконально работу моторов на таком топливе никто не изуча и ресурсные возможности агрегатов не исследовал. Но факт налицо — моторы функционируют как на обычном бензине.

Технологий изготовления дешёвого бензина своими руками существует достаточно много. Наиболее известным является пиролизный метод получения бензина в своем гараже или мастерской.

Вводная информация

Сложно представить современную цивилизацию без моторного топлива – дизеля, керосина, бензина. На них работают автомобили, самолеты, ракеты, водный транспорт. Но количество нефти в недрах ограничено. Еще не так давно считалось, что человечество скоро неизбежно столкнется с нехваткой горючего. Но оказалось, что не все так печально. Разрабатываются новые технологии, позволяющие добывать трудноизвлекаемые запасы, появляются альтернативные варианты. Можно упомянуть и о зеленой энергетике, и повышении эффективности использования ресурсов (современные малолитражки спокойно обходятся 4-6 литрами горючего на сто километров, хотя еще в начале нашего тысячелетия требовали около 10). Да и высококачественное топливо, как оказалось, можно получать из различного не нефтяного сырья.

Как своими руками сделать бензин?

Наибольший выход получается при использовании отработанных резиновых покрышек, а также любых других резиновых изделий. Их нужно любыми подходящими способами измельчить до размеров, которые позволят протолкнуть куски через загрузочное отверстие в реактор — металлический котёл с герметично закрывающейся крышкой с вваренной в неё газоотводной трубкой. Под реактором разводят огонь. В процессе используется технология разложения резины на сложные газовые составляющие. Резина возгоняется, минуя жидкую стадию, сразу в газ.

Отводная трубка через водяной затвор (чтобы не было доступа в реактор кислорода) подсоединяется к конденсатору (холодильнику). Это простейший змеевик, помещённый в холодную воду или охлаждаемую проточной водой рубашку. В нём газ частично конденсируется в жидкость, которая после дополнительной перегонки и станет доморощенным бензином. Её периодически сливают через вентиль, установленный на дальнем конце холодильника. Ту часть газа, которая не сконденсировалась, направляют далее в трубку с отверстиями — горелку. Его поджигают, используя для дополнительного нагрева реактора.

Полученная жидкость — это некое подобие нефти, которую нужно перегнать во втором цикле. Её загружают в похожий на первый аппарат, работающий уже как дистиллятор с температурой нагрева жидкости не более 200 ?С. Если разделить получаемую в результате дистилляции жидкость по фракциям (по очерёдности порций дистиллята), то при испытании их на интенсивность горения можно заметить, что первые горят как бензин, последующие — как дизтопливо или керосин. Жидкость, похожую на бензин, и используют в бензиновых двигателях.

Изготовление бензина из автошин

Заняться добычей топлива из резиновых покрышек выгодно и увлекательно. Потребуется 3 металлических бочки с крышками, доменная печь (источник тепла), дистиллятор, сырье (отходы).

Этапы:

• разрезать резину на мелкие куски;
• взять огнеупорную емкость, подсоединить жаропрочную трубку, погрузить в нее приготовленное сырье;
• отвести конец трубки во второй сосуд, у которого 2 трубки (для отвода газов и приема жидкого топлива);
• заполнить водой третий сосуд в качестве конденсатора;
• у крышки от сосуда с наличием 2-ух трубок первый конец расположить в 1-2 см;
• соединить трубку конденсатора с трубкой отвода газов;
• подвести под первый сосуд вторую трубку конденсатора, подсоединить к газовой горелке;
• трубку от первого сосуда поместить в трубу наибольшего диаметра, т.к. через нее будет течь вода для охлаждения;
• зажечь основную горелку, чтобы стала течь вода в контур охлаждения, а резина – превращалась в пар.

При прохождении через трубу газ будет остужаться, стекать во второй сосуд уже в виде конденсата, поступать через отводную трубку на дно конденсатора.

Когда в первом сосуде резина закончится, то стоит отключить воду и горелку.

Конечно, из автошин качественного горючего не получить. Но для заправки бензопилы либо обогрева помещения вполне подойдет сделанный бензин.

Внимание! Нельзя применять метод в закрытых комнатах, условиях квартиры или частного дома. В процессе будут подниматься в воздух дым и гарь.

Варианты самодельного бензина

Подобным методом получают изготовленный своими же руками бензин из мусора. В качестве последнего используют любые пластиковые детали, обрезки полиэтилена, полипропилена, бутылки из полиэтилентерефталата (обычная пластиковая тара), резину всех сортов.

Сегодня известны кустарные технологии изготовления своими руками бензина (правильно сказать — топлива, похожего на бензин) из торфа, камыша, соломы, шелухи семечек, кукурузных початков, листьев, сорняков, тростника и других органических и неорганических веществ.

Бензин, изготавливаемый своими руками, мало кто рискует применять для дорогих автомобилей, поскольку не известны технические параметры этого топлива и его воздействие на топливную аппаратуру. Самодельный бензин остаётся результатом интересных опытов грамотных технарей-самоучек.

Совершенно по-другому относятся пользователи к биодизелю или к другому биотопливу, получаемому промышленными технологиями, обладающему сертификатами соответствия действующим в стране стандартам.

Изготовление топлива для автомобилей на дому. Возможно ли это?

Немного о технологии создания этанола (этилового спирта) и биодизельного топлива в домашних условиях. ОЗНАКОМИТЕЛЬНАЯ СТАТЬЯ. НЕ РУКОВОДСТВО К ДЕЙСТВИЮ!

Вопрос: Можно ли сделать топливо для моего автомобиля в домашних условиях?

Просматривая современные реалити-шоу невольно задался вопросом, возможно ли в реальности самостоятельно в домашних условиях сделать топливо для своего автомобиля? Понимаю, что настоящий бензин сделать в кустарных условиях нереально, но возможно ли получить какие-то производные от него или другой вид топлива? Ездят же машины на дровах или на воде. Какой вид автомобильного топлива возможно сделать самостоятельно?

Ответ:

Если вы ищете альтернативное топливо или вы проводите свое время в раздумьях о различных апокалиптических сценариях, есть только два реально рабочих варианта, которые совместимы с системами двигателей, которые мы устанавливаем на наших легковых и грузовых автомобилях, этанол (одна из самых подходящих замен бензину) и биодизель (соответственно заменяет дизельное топливо). Оба варианта могут использоваться для замещения промышленного топлива. Причем биодизель можно заливать в бак обычного дизельного двигателя практически без каких-либо серьезных изменений. Этиловый спирт смешивается в определенных пропорциях с бензином, от 10 до 85%. Внимание! Не все бензиновые ДВС способны работать на подобной смеси.

Но сделать два вышеназванных заместителя стандартного топлива не так уж просто. Прежде чем пробовать производить этанол и биодизель в домашних условиях, потребуется изучение профессиональной литературы, закупки (или постройки) оборудования, создание функционирующей системы способной производить необходимое количество топлива требуемого качества. Конечно же не стоит забывать о безопасности и не нужно пренебрегать изучением законодательства страны, в которой вы находитесь. Вполне возможно, что производство определенных объемов суррогатного топлива может быть незаконно.

И даже если вы изучите все тонкости производства, рассчитывать на дешевый продукт вряд ли стоит (если только у вас нет гектара под засев для культур из которых можно добыть спирт), ингредиенты высокооктанового зелья также влетят в копеечку и тем дороже будет, чем меньший опт вы закажите.

Несмотря на все сложности с изучением новой технологии производства, покупки дорогостоящего сырья, сама по себе технология создания топлива довольно проста.

Получение бензина путем газификации

Метод Фишера-Тропша или газификации — поэтапный:

1. Угольное сырье соединяется с водой. Помещается в герметичный паровой сосуд.
2. Нагревается до t + 350 гр, подвергается давлению в 30 атмосфер.

В процессе образуется синтетический газ, который помещается в другой герметический сосуд, наполненный катализатором (железо, кобальт). Выходит горючее, подвергается крекингу для получения дизельного топлива.

Добыть бензин можно методом термической обработки угля. Хотя в кустарных условиях произвести сложно. Потребуется оборудование по типу доменной печи. Способ идентичен процессу пиролиза. Уголь помещается в сосуд без кислорода, подвергается t +200 гр и процессу распада с переходом из твердого состояния в газообразное.

Изготовление этанола в домашних условиях

Процесс изготовления этанола в домашних условиях очень похож на самогоноварение.

Из чего вытекает первая проблема- законность данного деяния. Вам потребуется узнать максимальный объем производимого товара и регулирование алкогольной продукции в вашей стране.

Вне зависимости от количества спирта которое вы производите, вам также придется пройти процедуру его денатурации, сделать его непригодным для употребления в пищу человеком, путем добавления определенных веществ, таких как керосин или лигроин.

Другое важное различие между перегонкой самогона и топлива в том, что этанол, предназначенный для использования в качестве горючего должен быть более тщательно очищен чем этанол, который предназначен для потребления человеком. В нем должно быть меньше воды. Уменьшение содержания воды может быть достигнуто путем нескольких этапов перегонки. Также существуют фильтры, которые способны удалять содержащуюся воду из топливного спирта.

При использовании этанола неплохо было бы поставить дополнительные фильтры очистки и на автомобиль, чтобы отделить воду и другой мусор от топлива, так как этанол, действуя в качестве растворителя, будет смывать всю грязь с топливных линий и нести их в цилиндры.

Процесс изготовления топлива аналогичен созданию алкоголя. Он начинается с подбора сырья. Исходным продуктом может быть что угодно, от кукурузы и пшеницы, до проса или топинамбура.

Исходное сырье используется для приготовления затора;

Потом начинает процесс ферментации, который расщепляет крахмал до сахаров;

Далее следует процесс брожения.

Работа с биогазом

Это довольно необычный и экстравагантный подход, тем не менее он работает. Прелесть его еще и в том, что он как топливо обладает более широким применением, нежели просто синтетический бензин. Правда, места занимает много. Так, к примеру, один кубический метр биогаза эквивалентен 0,6 литра бензина. Если использовать его не в сжатом состоянии, то даже взяв под завязку на грузовой автомобиль, не получиться проехать больше сотни-второй километров. Поэтому, как же синтезировать с него желаемый бензин? Это возможно благодаря тому, что он, по сути, является метаном с небольшими примесями. То есть практически то, что нужно. А вот синтез – это дело проблематичное. Ведь здесь что-то новое и одновременно простое не изобрели. То есть, приходится работать над созданием синтез-газа, а уже из него обеспечивать формирование бензина. Делается это (по наиболее распространенной схеме) через посредство метанола. Хотя можно работать и через диметиловый эфир. Если говорить о метаноле, то всегда необходимо помнить о том, что он чрезвычайно опасен. Усложняется ситуация тем, что он имеет запах спирта, а температуру кипения в 65 градусов по Цельсию. Вообще, работа с синтезом топлива – это не детская прогулка. Поэтому, не лишним будет подучить химию и физику, если этих знаний нет. Если вкратце – то синтетический бензин получается благодаря перегонке газа и конденсатору. Этот способ не быстр, но, если есть хорошая теоретическая подготовка – не сложен. Но без знаний работать не рекомендуется. Ведь чистый метанол – это самое высокооктановое топливо, поэтому опасное. Да и не «переварит» его двигатель обычной машины – не рассчитан на это.

Получение сырья для производства горючего спирта на дому

Самая большая проблема с созданием горючего спирта в домашних условиях сейчас, либо в каком-то гипотетическом, апокалиптическом будущем, это сырье. Для того, чтобы сделать затор, который можно дистиллировать в топливный спирт, вам нужно какое-то зерно или другой материал растительного происхождения в большом количестве. Если у вас есть где вырастить сырье, проблем в денежном эквиваленте будет значительно меньше.

В основном этанол делают из кукурузы. С каждых 40 соток возможно производить до 1500 литров этилового спирта в год. Из других культур, еще большую эффективность показало просо, с той же площади за 1 год урожайность превысила 2200 литров этилового спирта. При идеальных условиях с просо можно получить и 4500 литров.

При отсутствии посевных площадей для выращивания кукурузы, просо, сахарной свеклы и других видов культурных растений получение спирта в домашних условиях будет нежизнеспособным проектом.

Создание биодизельного топлива дома

Прежде всего, важно понять различие масла и биодизельного топлива. Растительное масло (SVO), отходы растительного масла (WVO) и подобные жиры животного происхождения способны питать дизельный двигатель, но они не являются биодизельным топливом.

В первом варианте без доработок двигателя не обойтись. Как минимум потребуется система грубой и тонкой фильтрации отходов растительного масла. Вариант не очень хороший для мотора.

Предпочтительнее изготовление биодизеля из SVO или WVO масел. Процесс является более сложным, включает в себя «расщепление» химической структуры жиров или масел с использованием метанола и щелочи. Важно принять необходимые меры предосторожности, так как и метанол и щелочь являются токсичными веществами.

Процесс изготовления биодизельного топлива из SVO, в самых основных чертах.

Добавление определенного количества смешанных ингредиентов метанола и щелочи, они облегчат химический процесс, известный как переэтерификация.

Результатом этого процесса станет то, что в конечном итоге выйдет два продукта: биодизель и глицерин, который отделиться и осядет на дно смеси.

Заключительный этап — сушка метиловых эфиров жирных кислот. Так как вода приводит к развитию микроорганизмов в биодизеле и способствует образованию свободных жирных кислот, вызывающих коррозию металлических деталей.

Хранить не более 3 месяцев.

Добавление воды в обычное топливо

Вода как топливо для вашего автомобиля может применяться в составе обычной солярки. Это еще одно предположение, которое было выдвинуто «домашними» изобретателями. Оказалось, что при добавлении в бутылку с водой небольшого количества солярки полученная смесь горит. Причем выделяется меньше копоти, а процесс горения становится более бурным.

Также в процессе горения бумажки, которую окунули в полученную смесь, появляется треск, но он всего лишь указывает на испарение жидкости. Кроме того, взбалтывание не растворяет солярку в воде. Однородной смеси здесь не получится. Со временем солярка, как и масло или бензин, собирается на поверхности.

Похожий эксперимент провели с трактором, в который залили солярку и воду, смешанные в определенных пропорциях. Агрегат завелся и стал тарахтеть, стоя на месте. Но только на это и хватает энергии подобного топлива. Да и высок риск, что двигатель выйдет из строя.

Получение сырья для производства биодизельного топлива на дому

Самое замечательное в биодизельном топливе является то, что вы можете сделать его из огромного спектра растительных масел и животных жиров (и даже сможете теоретически получить бесплатное сырье из местных ресторанов). Процесс получения исходного сырья прост как, раз, два, три. Связываетесь с местными ресторанами, узнаете, есть ли у них отходы растительных масел, находите способ транспортировать его домой. Готово!

При отсутствии готового источника отходов масла для жарки, получение сырья, для создания своего собственного биодизеля становится более сложным. Покупать масло в магазинах для добавления в ДТ вещь накладная.

Другой вариант заключается в создании ??собственного растительного масла. Процесс длительный и малоцелесообразный. Может в далеком гипотетическом постапокалиптическом будущем, когда все остальные ресурсы будут исчерпаны, это и будет экономически целесообразным, но не сейчас.

Итог: При должных знаниях технологии и технических средствах, этиловый спирт для автомобилей сделать несколько проще чем биодизельное топливо. Однако без применения выращенного материала для переработки, создание домашнего топлива превращается в недешёвое удовольствие.

Что собой представляет гидрогенизация

Гидрогенизация — технологический процесс для получения синтетического бензина из бурого угля. Этапы следующие:

• размягчение угля, смешивание с жирной вязкой жидкостью (мазут, шинное масло) для получения пастообразного компонента;
• размещение пасты в герметичном сосуде;
• добавление растворителя и катализатора для обогащения угля.

Под воздействием температуры +500 градусов, высокого давления 200 атм уголь превращается в жидкое состояние, далее — в парообразное. Прокручивается на центрифуге для удаления кокса и проходит процесс дистилляции и гидрогенизации для получения конечного продукта.

Бесплатный бензин

Указанное в статье описание поможет получить метиловый спирт или, как его принято называть в своей отрасли метанол. В своем чистом виде эта жидкость применяется в виде растворителя, а так же в качестве высокооктановой добавки к моторному топливу. Метанол может применяться и в качестве бензина, при условии, что он будет высокооктановый, то есть октановое число будет равняться 150. В таких случаях это будет тот самый бензин, заправляются которым сегодня все баки автомобилей и гоночных мотоциклов. Таким образом, изготовив в домашних условиях метанол, человек получает качественный бесплатный бензин, сделанный собственными руками.

Стоит знать! Зарубежные исследования показали, что все двигатели, работающие на метаноле, служат намного дольше, чем такие же моторы, но работающие на обычном автобензине. Кроме всего прочего на 20% повышается и мощность двигателя, а так же вредные выхлопы в таких случаях практически отсутствуют, то есть применение метанола – это одни плюсы.

Свойства воды как топлива

Формула воды известна практически каждому – H2O. В ней присутствуют два атома водорода (H2) и один кислорода (O2). Они соединены между собой ковалентной связью. Здесь стоит напомнить о сути любого топлива. Это вещества, способные к окислению под действием окислителя, которым является кислород.

Функцию окисла в составе воды может выполнять молекула кислорода (O2). Водород (H2) при этом становится своеобразным топливом. При его горении выделяется в 3 раза больше энергии, нежели при использовании обычного природного газа, и в 2 раза больше, чем при сжигании бензина. Именно эти свойства легли в основу идеи использовать воду вместо топлива.

Итак, бесплатный бензин своими руками или, как сделать метанол самостоятельно.

Для начала нужно сделать небольшой аппарат для изготовления метилового спирта. Делается он очень просто и не требует совершенно никаких особых знаний и уникальных деталей. Зависеть производительность такого аппарата будет от нескольких причин и, конечно же, первая из них – габариты. Чем больше устройство, тем, соответственно, больше жидкости в нем может быть сделано за один прием.

Так, например, аппарат высота которого будет 20 см, длина 50 и ширина 30, а вес около 20 килограмм и Д=75мм сможет производить до трех литров качественного готового топлива за один час.

Внимание, важно знать! Метанол – это бесцветная жидкость, которая имеет сильный резкий запах, подобный тому, который излучает обычный питьевой спирт, и является сильнейшим ядом! Температура кипения метанола – 65 градусов, он может прекрасно смешиваться с различными органическими жидкостями и, конечно же, с водой. Никогда не стоит забывать о том, что выпитые человеком всего 30 миллиграмм метилового спирта, приведут к смерти.

Как работает аппарат для изготовления бесплатного метанола:

В аппарате к «входу воды» подключается шланг, который будет подавать обычную водопроводную воду. Проходя через определенную конструкцию, в дальнейшем эта вода автоматически будет разделена на два потока. Первый – вода, проходя через краник и небольшое отверстие, входит в специальный смеситель. Второй – поток воды, проходя через краник и отверстие, попадает сразу в холодильник, а затем, после охлаждения в нем воды, предназначенной для снижения температуры синтез газа и конденсата бензина, она выходит из специального отверстия.

Природный бытовой газ в это время должен быть подключен к специальному отверстию «Вход газа». Газ в этом случае будет входить через отверстие в специальный смеситель, где, смешиваясь с паром от воды, нагреется на горелке до 110, примерно, градусов, после чего через другое отверстие из смесителя эта самая смесь нагретого газа и паров воды войдет в реактор. Реактор в свою очередь заполнен катализатором №1 (75% алюминия + 25% никеля, которые представлены здесь в виде зерен или специальной стружки). В нем под воздействием огромной (от 500 градусов) температуры образуется синтез газа. Столь высокая температура достигается в данном случае при помощи нагрева конструкции горелкой.

После нагревания синтез-газ идет через отверстие и входит в холодильник, где охлаждается до температуры 35 градусов и ниже и выходит уже из холодильника охлажденным через другое отверстие, попадая при этом в компрессор. В качестве этого самого компрессора можно использовать деталь из любого бытового холодильника. Затем сжатый синтез-газ под небольшим давлением выходит из компрессора и через небольшое отверстие напротив поступает в реактор. Этот реактор заполнен уже катализатором №2, включающим 20% цинка + 80% меди. Этот реактор является самым главным узлом аппарата. В нем после поступления синтез газа образуется синтез бензина.

Будьте внимательны, температура в этом реакторе ни в коем случае не должна превышать 270 градусов. Это можно контролировать при помощи специального градусника и если требуется регулировать специальным краником подачи огня на горелке. Лучше всего здесь поддерживать температуру в пределах от 220 до 240 градусов, можно даже и немного ниже.

После образования паров бензина, они вместе с не прореагировавшим синтезом газа идут через специальное отверстие из реактора в холодильник, в котором пары бензина конденсируют и выходят из холодильной камеры. Далее не прореагировавший синтез-газ и образовавшийся конденсат входят в конденсатор, в котором уже и накапливается со временем готовый бензин. Он в свою очередь выходит из конденсатора и через специальный краник поступает в поставленную человеком емкость. Этот краник должен быть отрегулирован таким образом, чтобы через него постоянно сливался жидкий чистый бензин без примеси газа.

При всем этом важно знать, что в конденсаторе должно быть специальное отверстие, в которое нужно вставить манометр, он в свою очередь позволит контролировать давления в конденсаторе. Такое давление не должно превышать цифру 10. Лучше всего 5-7 атмосфер.

Должно иметься в конденсаторе и отверстие под краник, через который будет выходить не прореагировавшего синтез газа, который в последующем будет идти на рециркуляцию снова в смеситель.

Лучше всего, когда уровень бензина в конденсаторе постоянно увеличивается, нежели уменьшается, однако наиболее оптимальный вариант, чтобы он был постоянным. Это можно без труда контролировать при помощи, например, встроенного стекла. Краник на выходе нужно отрегулировать таким образом, чтобы в смесителе было как можно меньше пара, чтобы в бензине в последующем не было воды.

Запускаем аппаратпроизводящий метанол:

Для того, чтобы запустит аппарат по изготовлению метанола, сначала открывается доступ газа, вода при этом закрыта и включают горелки. Краники, через которые поступают необходимые вещества, должны быть полностью открыты, включен компрессор. Затем открывается кран подачи воды и соответственно регулируется сразу нужное давление в конденсаторе. Не забываем, что давление нужно контролировать при помощи манометра.

Спустя минут пять при помощи клапана температура в реакторе доводится до 220-240 градусов и немного приоткрывается краник, через который в последующем должна будет выходить струйка готового бензина. Если бензин будет выходить постоянно, краник следует приоткрыть больше. Наличие воды в готовом продукте нужно проверять при помощи спиртометра. Знайте, что плотность метанола — 793 кг/м3.

Материалы для изготовления аппарата для производства метанола:

Изготавливать аппарат для производства бензина лучше всего из железа или нержавеющей стали. Трубки в данном случае могут быть выполнены из меди. Что касается холодильника, чем больше витков уместится в нем, тем будет лучше. Все краники для аппарата можно взять из газовых горелок. Два главных крана можно выполнить из редукционных клапанов от газовых бытовых баллонов или же применить капиллярные трубки от обычного холодильника. Реактор и смеситель должны нагреваться в горизонтальном положении.

Технология на воде! ездим без бензина живем без электричества!

Воздух, жир, спирт и водород: ищем альтернативу бензину

Дрова, воздух, топинамбур — что между ними общего? Все они помогут добраться из точки А в точку Б, если правильно их применить. Запасы нефти истощаются, экология страдает от выхлопов, поэтому пришло время вспоминать хорошо забытые старые подходы к топливу и создавать новые двигатели без недостатков традиционных двигателей внутреннего сгорания на бензине и дизеле. Давайте посмотрим, что человечество придумало и протестировало за последнюю сотню с лишним лет.

Обычный, но сжатый воздух

В 1863 году во французском городе Рошфоре на воду спустили подводную лодку Le Plongeur. Аппарат разработали инженер Шарль Брюн и капитан I ранга Симон Буржуа. Это была самая большая подлодка XIX века, способная погружаться на 10 метров и обладавшая повышенной прочностью конструкции благодаря поперечным и продольным переборкам. Возможно, вдохновившись увиденной на Всемирной выставке 1862 года в Париже субмариной, Жюль Верн затем и описал свой «Наутилус».

Одним из главных технологических нововведений этого экспериментального проекта был двигатель на сжатом воздухе. Мощность пневматической турбины составляла 80 лошадиных сил. 23 резервуара объемом 117 кубометров хватало на 12 миль подводного хода. Отработанный воздух частично нагнетался внутрь корпуса, а часть стравливали наружу — так что лодка оставляла след на поверхности воды.

Подобная технология использовалась и в авиации. В 1879 году другой французский изобретатель Виктор Татен создал модель аэроплана с размахом крыльев 1,9 метров и двумя винтами, которые работали от двигателя на сжатом воздухе.

Позже, снова во Франции, Луи Мекарски представил двигатель для трамвая. К концу XIX столетия изобретатель уже имел целый парк из 96 трамваев, но позже их заменили на электрические. Однако агрегат стали использовать в шахтах.

Двигатели на сжатом воздухе не выделяют вредных веществ. Поэтому сегодня над ними работают стартапы, рассчитанные на особенно ответственных потребителей, и компании, которые вынуждены показывать свою ответственность перед обществом и планетой.

В середине 2000-х компания MDI представила прототип пневмоавтомобиля AIRPod. Компанию основал Ги Негр, конструктор двигателей, работавший на Renault и создавший систему пневматического пуска двигателей для легких самолетов. Он предложил двигатель на этом принципе для болидов «Формулы-1».

Сейчас на сайте производителя именно этого проекта нет, но есть ряд других авто, а также катер с двигателем, работающем на сжатом воздухе, велосипед и автопогрузчик. Энергию воздуха компания предлагает использовать и в домашних электрогенераторах.

Более известный автопроизводитель, компания Citroen в 2015 году представила кроссовер на сжатом воздухе. Разработчики облегчили серийную модель автомобиля, повысили ее аэродинамичекие свойства, спрятали в районе багажника баллоны и в результате получили концепт Citroen C4 Cactus Airflow 2L.

Автомобили на сжатом воздухе максимально экологичны, но есть и минусы — низкий КПД и ограничения по скорости. Для городской малолитражки есть иное решение — использование гибридных двигателей. В случае с Peugeot Hybrid Air только при скорости 70 км/час энергия от сжатого воздуха будет использоваться в течение 60–80% времени, что позволяет сэкономить топливо. Воздух в баллоны закачивается благодаря использованию рекуперативной энергии торможения, которая приводит в действие гидравлический насос — он нагнетает рабочее давление в основном баллоне. Способ похож на тот, что используется в электромобилях для зарядки аккумуляторов.

Фритюрный жир

Еще один источник возобновляемой энергии — растительное масло. В первых двигателях внутреннего сгорания Рудольф Дизель использовал именно его, а не бензин. Для получения биотоплива можно использовать как свежее, так и отработанное масло, например, после использования во фритюре. В теории сети быстрого питания могли бы стать поставщиками такого сырья. В городе будущего можно представить, как на «пит-стопе» вы покупаете бургер с картошкой, одновременно заправляя бак своего авто.

Почему мы используем нефть в качестве топлива?

Деревья поглощают из воздуха углекислый газ, а из осадков — воду. В результате они образуют углеводы — соединения из углерода, кислорода и водорода. Когда растение разлагается, оно оставляет после себя углеводород. В нефти 90% веществ — именно эти углеводороды. Благодаря горючим свойствам углеводорода бензин и дизель, результаты переработки нефти, обеспечивают возможность двигателей внутреннего сгорания работать.

Альтернативы этому источнику углеводородов можно найти в природе. Чтобы превратить растительное масло в топливо, нужно смешать его со спиртом и катализатором — например, щелочью. Примерно так же делают мыло, но без добавления спирта. Процесс получается эффективным: если из тонны нефти можно получить полтонны бензина, то из тонны растительного масла — тысячу литров биодизеля и глицерин.

Один из главных плюсов биодизеля — производить его можно из полностью возобновляемого сырья. Например, можно засеять неиспользованные поля сельскохозяйственного назначения топинамбуром.

Углекислого газа при сжигании биодизеля выделяется немного. При этом в нем нет серы и других примесей, способных отравлять окружающую среду, которые есть в традиционных видах топлива.

Сейчас биодизель добавляют в бензин. Например, с 2022 года в Эстонии, по инициативе Евросоюза, в 95-й бензин и в дизель добавляют биокомпонент, чтобы снизить загрязнение окружающей среды.

Использовать биодизель можно в обычных дизельных двигателях, если добавить в топливо присадку и изменить систему подачи с учетом пониженного содержания энергии в биодизеле. Но есть и минусы — застывает такое топливо при более высокой температуре, чем дизель, поэтому нужны меры для использования биотоплива в холодных регионах.

Природный газ

При перегонке нефти получают пропан-бутан. Эта смесь газов в сжиженном виде сегодня используется практически в большинстве автомобилей. Он быстро и полностью сгорает, поэтому имеет высокое октановое число без использования дополнительных присадок.

Автомобиль можно сделать гибридным, баллон с газом поместить на место запасного колеса, а оборудование подключить к бортовому компьютеру. Автомобиль будет заводиться на бензине, затем переключаться на газ. После его полного использования снова возвращаться к бензину. На газу таким образом получится проехать 300–350 километров.

Есть и другой газ — метан, простейший углеводород. Его называют болотным, поскольку он образуется при гниении ила на болотах. Для использования в двигателе метана его необходимо охладить и сжать под высоким давлением. Минус — нужны толстостенные баллоны с давлением на 200 атмосфер, каждый из которых может весить порядка 100 кг. Поэтому метан чаще используют не в легковом транспорте, а в грузовиках и автобусах.

В 2022 году в России потребили 705 млн кубометров этого газа. КамАЗ на газомоторном топливе окупается на два месяца быстрее дизельного аналога. Один куб метана эквивалентен литру бензина, а стоит 16 рублей — в три раза меньше. Но количество заправок в стране на прошлый год составило 360, чего, конечно, слишком мало, ведь всего число заправочных станций только на 2022 год превышало 15 тыс. АЗС.

В том случае, если мы говорим о необходимости перехода на альтернативные виды топлива, не завязанные на их добыче из недр, подход с газом рассматривать нет смысла. Запасы газа, как и нефти, могут исчерпаться, поэтому нужны технологии их производства в промышленных масштабах без зависимости от природных ресурсов. Либо выбор других источников.

Газ от горения дров

Французский инженер Филипп Лебон в 1799 году открыл светильный газ, получил патент на его использование, а в 1801 году — патент на конструкцию газового двигателя. Другой инженер — Этьен Ленуар из Бельгии — в 1860 году запатентовал двигатель внутреннего сгорания на этом газе.

В итоге к 1938 году в Европе насчитывалось около 450 тыс. автомобилей, работающих на газогенераторном горючем. В СССР с 1936 года начали экспериментальный выпуск ЗИС-13, затем ЗИС-21 и ГАЗ-42, работающих на газе.

Когда двигатель внутреннего сгорания есть, но бензин или дизель недоступен, возможно использование газогенератора. Этот подход применяли, например, во время Великой Отечественной войны в СССР.

Принцип следующий: машина работает на дровах, угольных брикетах или торфе. При сгорании твердого топлива выделяется горючий газ, и он подается в цилиндры как топливо.

С точки зрения экологичности этот двигатель не сильно отличается от ДВС на природном газе — то есть он лучше, чем авто на бензине или дизельном топливе. Есть и минус — низкий КПД и ограниченная скорость.

Биоэтанол

Во время Первой мировой войны спирт использовали наряду с бензином во многих странах. Также с его помощью повышали октановое число, добавляя этанол к бензину.

Но уже спустя несколько десятков лет, во время Второй мировой войны, в США, Великобритании и Швеции невоенные организации и частные лица использовали бензин, в который добавляли до 30–35% этанола. После войны нефть снова подешевела, а этанол перестал пользоваться популярностью и исчез с топливных рынков. В США его производство восстановили после первого нефтяного кризиса 1970-х годов. В городах для общественного транспорта использование топлива с добавкой этанола стало обязательным — это помогает снизить содержание вредных веществ в выхлопных газах.

Биоэтанол получают в процессе переработки растительного сырья. Лидеры в производстве этого вида топлива — США и Бразилия. Из 117,5 млн кубометров биоэтанола в 2016 году в США произвели 59,5 млн, в Бразилии — 27,8 млн.

Сырье используется разное: в Бразилии это сахарный тростник, в США — кукуруза. Но также можно использовать другие сельскохозяйственные культуры с большим содержанием крахмала или сахара, такие как маниок, картофель, сахарная свекла или батат.

Спирт можно делать и из дерева, ведь целлюлоза содержит углерод и водород. Сырье измельчают, выделяют целлюлозу, добавляют водный раствор с ферментами, гидролизуют смесь до глюкозы и добавляют дрожжи. Смесь начинает бродить, после чего из нее удаляют дрожжи и выделяют спирт с помощью дистилляции. Получается технический спирт, у которого октановое число выше бензина. Поскольку в молекуле есть атом кислорода, требуется меньше кислорода для его сжигания в двигателе.

Угрозу биоэтанолу представляют низкие температуры. В баке это топливо может расслоиться и замерзнуть. Но есть способ исправить эту проблему — превратить биоэтанол в обычный бензин.

Биоэтанол подают в реактор с катализатором, происходит превращение биоэтанола в продукты с углеводородом. Углеводородная часть повторяет бензин с октановым числом 96, который можно использовать без присадок в обычных двигателях. В таком бензине нет серы, бензола или других токсичных соединений.

В Бразилии 70% автомобилей используют спирт вместо бензина. Около 40% потребностей в топливе страна обеспечивает за счет этого альтернативного вида топлива. Всё благодаря инициативе 1970-х годов, когда страны-экспортеры ввели эмбарго на поставку нефти государствам, поддержавшим Израиль. Пришлось создавать программу для обеспечения автомобилей заменителем бензина. Налог на бензин подняли, сделав использование этанола коммерчески выгодным, а строительство спиртзаводов поощрялось с помощью специальных условий по кредитам. А с 1979 года правительство подписало соглашение с рядом автомобильных концернов, включая Fiat, Toyota, Mercedes-Benz, General Motors и Volkswagen, чтобы те в стране собирали только машины, способные как топливо использовать стопроцентный спирт.

Диметиловый эфир

Также из стружек можно получить еще один вид топлива — диметиловый эфир. По химической структуре он похож на спирт, хотя здесь тоже два атома углерода, шесть водорода и один кислорода. Эфир используют в газовых баллончиках, он заменил собой фреон; эфир создает избыточное давление, что позволяет распылять содержимое баллонов. Свойства этого топлива похожи на свойства пропан-бутана, температура сгорания такая же, а давление, которое нужно обеспечить в баллоне, составляет пять атмосфер.

В 2005 году правительство Москвы подписало распоряжение, согласно которому департамент транспорта города должен был организовать испытания опытной партии автомобилей модификации ЗИЛ-5301 «Бычок» на диметиловом эфире. Испытания проходили на ГУП «Мосавтохолод», автомобили доставляли грузы в школы, детские сады и социальные объекты. На одной заправке они проходили 600 км и легко запускались зимой при отрицательных температурах до –30 °C. Пять таких «Бычков» выбрасывают в атмосферу столько же токсичных веществ, как один такой же грузовик на солярке.

Из диметилового эфира можно производить синтетический бензин. Это пытались делать еще в 1950-е годы в Европе, но длительная химическая реакция делала топливо дорогим.

В Институте нефтехимического синтеза решили эту проблему — там научились превращать диметиловый эфир в углеводороды бензинового ряда. В итоге получили тот бензин, который можно заливать в бак автомобиля. Получение обычного бензина требует больших мощностей, а синтетический бензин можно производить на небольших модульных установках. Октановое число синтетического бензина без добавок равно 76.

В колбах ниже — дизельное топливо и синтетический бензин. Как и в других видах биотоплива, в синтетическом бензине нет серы и почти нет бензола — токсичного канцерогена, поэтому он прозрачный, как вода.

Водородные топливные элементы

В Нью-Йорке 1900 года треть автомобилей были электрическими. Всё более эффективными становились аккумуляторы. Электромобили Detroit Electric, выпускавшиеся с 1907 года, сначала оснащались свинцово-кислотными батареями, а позже появились версии с железо-никелевым аккумулятором Эдисона. Тогда выпустили и первые гибридные автомобили — Woods Dual Power Model 44 Coupe имел сразу два двигателя, электрический и ДВС.

В 1910-е годы электромобили были популярны, но в 1920-е годы все изменилось из-за снижения цен на бензин и сами автомобили с ДВС, а также из-за повышения их удобства. Только в 1960–1970 годы, когда остро стали подниматься вопросы экологии, а цены на топливо стали нестабильными из-за нефтяного кризиса, производители вспомнили снова об электромобилях.

До 1992 года аккумуляторы развивались медленно. Но в том году появился первый литиевый аккумулятор, энергоемкость которого была выше как минимум в два раза, чем у свинцовой батареи. Это позволило увеличить пробег, а повышение мощности сделало двигатели более быстрыми.

Один из типов электрохимических источников энергии — топливные элементы. Одним из многообещающих подвидов этих элементов являются водородные. Водородные топливные элементы превращают химическую энергию топлива в электричество, минуя процессы горения. Такие устройства в результате высокоэффективного «холодного» горения топлива непосредственно вырабатывают электроэнергию и не выбрасывают вредные газы в атмосферу. Автомобили на водородных топливных элементов сегодня разрабатывают такие концерны Ford, Honda, Hyundai, Nissan, Toyota, Volkswagen и многие другие.

Первым серийным автомобилем на водородных топливных элементах стала Toyota Mirai. Ее сейчас можно купить во Владивостоке чуть больше, чем за 1 млн рублей. Вместо выхлопного газа из трубы этого автомобиля выходит водяной пар.

Что мы будем использовать в качестве топлива через 30–50 лет — точного ответа нет. Но уже сейчас в разных странах люди на электромобилях получают налоговые послабления или другие преференции, а в YouTube умельцы переводят мопеды на газ или мотоциклы на дрова. Уже сейчас очевидно, что будущее — за чем-то максимально экологичным, а еще лучше, чтобы транспорт в принципе не нужно было заправлять. Но такие мечты всегда разбиваются о реальность.