Водородът е най-простият химичен елемент; атомът му се състои само от един протон и един електрон. Също и във вселената той е най-изобилният елемент. Въпреки неговата простота и широко разпространение, водородът не се среща естествено под формата на газ на Земята - той винаги е свързан с други елементи. Във водата и много органични съединения, особено въглеводородите, които се основен компонент на нашите горива., например газолин, природен газ, метанол, пропан.
Водород може да се получи от въглеводороди, чрез голямо количество топлина, процес познат като "ре-формиране" на водород. Понастоящем повечето водород се получава по този мед от природен газ. Чрез друг метод с използване на електрически ток също възможно разпадането на водата до съставните й компоненти : кислород и водород. Някои водорасли и бактерии, които използват слънчевата светлина като основен източник на енергия, при определени обстоятелства отделят водород. Водородът е богат не енергия и освен това, двигател, който изгаря чист водород, почти не замърсява околната среда. НАСА още от 70те години използва течен водород за извеждане на совалки и други ракети в орбита. Камерите на водородното гориво захранват електрическите системи на совалката, при което се отделя чист биологичен продукт - чиста вода, която се пие от екипажа. Може да се мисли за горивната камера като за батерия, която постоянно се зарежда чрез добавяне на гориво - тази батерия никога не пада.
Горивните камери са обещаваща технология като източник на топлина и електричество за сгради и електромобили. Въпреки че тези електромобили идеално биха се движили само с чист водород, в близко бъдеще е много по-вероятно те да бъдат зареждани с природен газ, метанол и дори газолин с идеята, че преобразувайки тези горива до получаването на водород ще позволи да се използва съществуващата вече инфраструктура - газ станции, тръбопроводи за природен газ.В бъдеще водородът може да стане част от електрическата мрежа като важен енергоносител. Енергоносителят складира, пренася и доставя енергия на потребителя във форма, подходяща за приложение. Възобновяемите източници на енергия, като слънцето например, не могат да произвеждат енергия непрекъснато. Слънцето не грее постоянно. Но водородът може да складира тази енергия докато стане необходима и може да бъде транспортиран там, където е нужно. Някои експерти смятат, че водородът ще формира основната енергийна инфраструктура, която ще захранва бъдещите поколения, заменяйки днешния природен газ, нефт, въглища и електрическа инфраструктура. Те предвиждат една нова водородна икономика да замени днешната енергийна икономика, въпреки че това едва ли ще се случи в обозримото бъдеще.
Технологии
Производство
Водородът се произвежда от източници като природен газ, въглища, газолин, метанол или биомаса, посредством висока температура, също така от някои видове бактерии и водорасли чрез фотосинтеза, както и чрез използване на електричество или слънчева светлина за разпадане на молекулата на водата на кислород и водород.
Технологиите, притежаващи най-добрия потенциал за производство на водород, с оглед на бъдещите потребности, са четири категории:
Термохимични
В момента за производство на водород се използва паропреобразувателен процес от горива като: природен газ, метанол, въглища и дори газолин. За да бъдат използвани възобновяеми енергийни източници, газификацията или пиролизата на биомаса - органичен продукт - може да бъде използвана за синтез на горивна газ, която може да бъде трансформирана във водород.
Електрохимични
При електролизата на вода се получава водород, чрез пропускане на електрически ток през самата вода.
Фотоелектрохимични
При фотоелектрохимичният процес водород се образува при разпадане на молекулата на водата, това се получава когато потопен във водата полупроводник се осветява със слънчева светлина.
Фотобиологичени
Фотобиологичните системи принципно използват естествената фотосинтетична активност на бактерии и зелени водорасли, които синтезират водород.
Транспортиране и складиране
Използването на водород като гориво и преносител на енергия ще изисква подходяща инфраструктура, позволяваща безопасно и евтино транспортиране и съхранение.
Съществуващи методи за съхранение и транспортиране
За момента водородът се съхранява в резервоари под формата на компресиран газ или нискотемпературна течност. Контейнерите могат да бъдат транспортирани с камиони или компресираният газ може да се движи по тръбопровод на разстояние не по-голямо от 80км.
Solid-State Methods
Водород в твърдо агрегатно състояние
Технологиите свързани със съхранение на водород в твърдо състояние са значително по-безопасни и икономически изгодни, отколкото съхранението на газ или течност. Това е особено важно когата става въпрос за превозни средства, "натоварени" с водород.
Горивни камери
Горивната клетка работи на принципа на батерия, която не пада и няма нужда да бъде зареждана. Тя ще произвежда електричество и топлина непрекъснато когато бива захранвана с гориво (водород). Горивната камера се състои от два електрода - отрицателен електрод (анод) и положителен (катод), между които има електролит. Водородът се намира на анода, а кислорода - на катода. Активирани от катализатор, водородните атоми се разпадат на протони и електрони, които следват различни пътища към катода. Електроните се движат по външна окръжност, създавайки електрически ток. Протоните се придвижват през електролита към катода, където те се свързват отново с кислорода и електроните, при което се отделя вода и топлина. Горивните камери могат да бъдат използвани както за движение на превозни средства, така и за отопление и електричество на сгради.
защо не пишете за оклюзията на водорода в паладиев цилиндър мисля, че това крие доста възможности в бъдеще време или е перспективно за химическата промишленост. А може и някакъв вид горивна клетка да се измисли.
Още дълго време ще бъдем спирани от властимащите...
2. Поддържане на сегашното статукво. Т.е. само фосилни горива и биобоклуци.
Но да се разчита само на водорода е меко казано наивно. H2 може да се употребява в горивни клетки, за ракети, и др. но не може да замени изцяло фосилните горива или други източници на енергия. Сигурно има открити други източници на енергия, но за сега се пазят. А и широката употреба на Н2 ще бъде възпрепятствана от високата пожароопасност и вложената първоначална енергия за добив.
Водородът не е енергиен ресурс, а енергоносител. При това е опасен и труден за транспортиране и неефективен за производство. На Земята няма бъдеще като енергоносител. Бъдещето на енергетиката е в пренасяне на безплатна и неограничена електроенергия от космоса на Земята по безжичен начин, по метода на Тесла.
20.05.2012 00:03