Преимущества и недостатки водородной энергии — сохранение энергии будущего

Галактика состоит из смеси большого количества элементов. Любой компонент играет жизненно ключевую роль в составе мира. Самыми популярными элементами во Вселенной являются водород, азот и кислород. Водород — наиболее популярный элемент, занимающий 75% Вселенной, и он играет нужно сказать довольно важную роль в стойкости жизни. Кроме того, что водород помогает выживать прочим видам живых организмов, он может применяться для получения энергии.

Водород содержится практически во всех растительных веществах, а еще встречается в воде. Хотя солнце содержит приличное количество водородного газа, этот газ слишком легкий, поэтому он фактически пропадает с поверхности земли под лучами солнца. Поэтому, чтобы успешно получать водородный газ, его стоит добывать из воды, газа или биомассы.

Водород считается самым основным из всех земных элементов. Атом водорода состоит из одного протона и одного электрона. Как такой, он довольно широко распространен, но на самом деле не существует как отдельная форма материи. Вместо этого, он обычно комбинируется с другими элементами. Чтобы отделить газоводород от сопутствующих ему веществ, необходимо много усилий, однако при этом получается мощный, фактически чистый энергетический источник. В виде газа он может применяться в топливных элементах для питания двигателей.

Газоводород добывается из воды при помощи метода, известного как электролиз, при котором через воду пропускается переменный ток высокой частоты для деления атомов водорода и кислорода. Процесс электролиза является очень не дешевым, поскольку требует больших затрат энергии.

Энергия, применяемая для выработки электричества в процессе электролиза, берется из ископаемых видов топлива, например как нефть, газ или уголь. Она тоже может быть получена из возобновляемых источников энергии, например как солнце, ветер и гидроэнергия, это обеспечивает отсутствие выбросов тепличных газов.

Получение объемов водорода данным вариантом все еще находится в стадии исследования, чтобы создать жизнеспособный метод его получения в стране по сравнительно невысокой цене.

Еще одним способом получения газообразного водорода считается паровой риформинг метана или паровая экстракция, которая предполагает отделение атомов водорода в метане от атомов углерода. Сейчас данный метод применяется для получения газообразного водорода в больших количествах. Недостатком паро-метанового риформинга считается то, что он выделяет в атмосферу приличное количество тепличных газов, например как углекислый газ и монооксид углерода, которые считаются рецептами глобального потепления.

Для получения электрической энергии из газообразного водорода его подают в топливные детали, где он соединяется с кислородом, благодаря этому происходит хим. реакция, производящая электричество и тепло. Водородный газ тоже может быть просто сожжен для питания двигателей автомобилей. Побочными продуктами этой химреакции являются вода и углерод, которые применяются для производства метана и угля.

Разные варианты применения водорода

Водород образуется в качестве побочного продукта в хлор-щелочной промышленности. Раньше он частично применялся для неэнергетических целей, а остальная часть сжигалась на факелах или выбрасывалась в атмосферу. Сейчас водород из побочных продуктов применялся для изготовления химикатов и для внутренних (по большей части энергетических) нужд.

Водород производится для неэнергетических целей, к примеру.g., в промышленности по изготовлению удобрений и на нефтехимических заводах. Также были разработаны и показаны малые электростанции, которые работают на водородном топливе, автобусы на топливных элементах, трехколесные и с двумя колесами машины (мотоциклы), системы каталитического сжигания для жилых и промышленных секторов.

Плюсы водородной энергии

1. Возобновляемый энергетический источник и богатое предложение

Водород считается богатым энергетическим источником по ряду причин, основная из них состоит в том, что его залежи очень велики. Хотя чтобы его получить может понадобится много ресурсов, ни один другой энергетический источник не считается бесконечным, как водород. Это значит, что он не может иссякнуть, как другие источники энергии.

2. Бесчисленные источники для здешнего производства водорода

Водород можно делать либо на месте, где он будет применяться, либо централизованно, а потом распределять. Газоводород может производиться из метана, бензина, биомассы, угля или воды. Эти важные факторы, как объем загрязнения, технические проблемы и необходимость в энергии, зависят от применяемых источников.

Преимущества и недостатки водородной энергии - сохранение энергии будущего

3. Фактически чистый энергетический источник

Когда водород сжигается для изготовления топлива, побочные продукты полностью безопасны, что значит, что они не имеют популярных побочных эффектов. Авиационные компании практически применяют водород как источник пригодной для питья воды. После утилизации водорода он обычно превращается в пресную воду для астронавтов на кораблях или космических станциях.

4. Водородная энергия нетоксична

Это нетоксичное вещество, которое реже встречается как источник топлива. Это значит, что он дружественен к внешней среде и не оказывает никакого вреда или разрушения человеческому здоровью.

Этот аспект делает его предпочтительным если сравнивать с другими источниками топлива, например как ядерная энергия, газ, которые считаются чрезвычайно опасными или сложными для неопасного применения. Это также дает возможность применять водород в местах, где остальные виды топлива могут быть недопускаются.

Водородная энергетика | Большой скачок

5. Применение водорода существенно уменьшает загрязнение внешней среды

Когда водород соединяется с кислородом в топливном элементе, вырабатывается электричество, которое может быть применено для приведения в движение ТС или электрического двигателя, как источник тепла и для многих прочих целей. При соединении водорода с кислородом единственными побочными продуктами являются вода и тепло, что считается преимуществом применения водорода в качестве энергоносителя.

При применении водородных топливных элементов не выделяется углекислый газ и прочие парниковые газы, а еще другие твёрдые частицы, если в процессе изготовления применяются возобновляемые источники, например вода или энергия солнца.

6. Это более эффектно, чем прочие источники энергии

Водород считается успешным видом энергии, поскольку он может передавать приличное количество энергии на каждый фунт топлива если сравнивать с дизтопливом или газом. Это решительно означает, что автомобиль, использующий водородную энергию, проедет больше километров, чем тот, в котором применяется равное кол-во бензина.

К примеру, если сравнивать с обыкновенной электростанцией, работающей на сжигании топлива, которая как правило формирует электрическую энергию с КПД от 33 до 35%, водородные топливные детали способны производить электрическую энергию с КПД до 65%, имея мощность приблизительно втрое больше.

7. Применяется для питания космических кораблей

Результативность и мощность водородной энергии делают ее прекрасным источником топлива для космических кораблей. Его мощность настолько высока, что дает возможность быстро запускать космические корабли для исследовательских миссий.

Это также самая безопасная форма энергии для выполнения столь энергоемкой задачи. Водородная энергия, в сущности, в 3 раза мощнее бензина и остальных ископаемых источников топлива. В совершенстве это значит, что для выполнения большой задачи требуется меньше водорода.

Он также обеспечивает движущую силу для самолетов, лодок, автомобилей и портативных и неподвижных топливных элементов. Недостатком применения водорода в автомобилях считается то, что его как правило невозможно хранить в криогенных резервуарах или резервуарах большого давления.

8. Устойчива система производства

Электролиз — это метод, при котором вода разделяется на водород и кислород. В данном случае возобновляемая энергия может быть применена для питания электролизеров для изготовления водорода из воды, что обеспечивает устойчивую систему, не зависящую от нефтепродуктов, а еще не загрязняющую внешнюю среду, не производя выбросов. Некоторые из возобновляемых источников, применяемых для питания электролизеров, — это энергия ветра, гидроэнергия, энергия солнца и энергия приливов и отливов.

После получения водорода в электролизере он может быть применен в топливном элементе для изготовления электроэнергии. Побочными продуктами, образующимися во время работы топливных элементов, являются вода и тепло. Если топливные детали работают при больших температурах, система может быть организована как когенератор, а отработанная энергия применяется для отопления.

Недостатки водородной энергетики

Хотя водородная энергетика обладает большим количеством великолепных преимуществ, для многих кабинетов министров и компаний это не очень предпочтительный, чистый и не дорогой энергетический источник. В газообразном состоянии он очень неустойчив.

Хотя его неустойчивость даёт ему преимущество перед остальными энергетическими источниками в плане выполнения многих задач, она также делает его рискованым для применения и обхода. Некоторые из плохих качеств водородной энергии включают:

1. Водородная энергия считается дорогой

Электролиз и паровой риформинг, два главных процесса получения водорода, неимоверно дороги. Вот реальная причина, по которой водородная энергия не нашла широкого использования по всему миру. Сегодня водородная энергия применяется как правило для питания большинства гибридных автомобилей.

Нужно провести много исследований и инноваций, чтобы найти недорогие и стойкие варианты применения этой формы энергии. До той поры водородная энергия останется только для богатых.

2. Сложности хранения

Одно из свойств водорода состоит в том, что он имеет небольшую плотность. В действительности, его плотность гораздо меньше, чем у бензина. Это значит, что его стоит сжимать до жидкого состояния и хранить точно также при более малых температурах, чтобы гарантировать его результативность и действенность в качестве энергетического источника.

Данная причина также объясняет, почему водород должен регулярно сберегаться и перевозиться под большим давлением, поэтому его перевозка и широкое применение далеки от реальности.

3. Это не самый безопасный энергетический источник

Не следует преуменшать силу водорода. Хотя бензин немного опаснее водорода, водород — это огнеопасное и летучее вещество, которое часто попадает в заголовки газет из-за собственной возможный опасности. Если сравнивать с газом, водород не имеет запаха, что делает обнаружение утечки почти-что невозможным. Чтобы выявить утечку, следует установить датчики.

4. Сложность транспортировки

Перевозка водорода собой представляет неразрешимую задачу из-за его легкости. Нефть можно транспортировать безопасно, поскольку она по большей части толкается по трубам.

Проблемы водородной энергетики — Юрий Добровольский

Уголь удобно транспортировать в самосвалах. Водород также представляет трудности при перевозке в огромных количествах, поэтому его перевозят по большей части только небольшими партиями.

5. Зависимость от ископаемых видов топлива

Водородная энергия считается возобновляемой и оказывает небольшое действие на внешнюю среду, но для ее выделения из кислорода нужны другие невозобновляемые источники, например уголь, нефть и газ. Ископаемое топливо все также нужно для изготовления водородного топлива.

6. Водородная энергия не может поддержать население

Не обращая внимания на то, что водорода много, цена его применения ограничивает большое применение. Как вы понимаете, нарушить статус-кво очень тяжело.

Энергия, получаемая из ископаемого топлива, все еще правит миром. Помимо того, нет никаких рамок для обеспечения дешевой и стойкой водородной энергии для обыкновенных хозяев автомобиля в перспективе.

Что не так с АЛЬТЕРНАТИВНОЙ энергией? | Дмитрий Побединский

Если даже бы водород стал недорогим именно сейчас, понадобились бы годы, чтобы он стал наиболее применяемым энергетическим источником, поскольку сами машины и станции обслуживания должны быть приспособленые к требованиям водорода. Это попросит очень больших инвестиций.

Факт, что водородная энергия считается возобновляемым ресурсом, поскольку она доступна во множестве, а ее результатами можно пренебречь. Однако водородные компании в настоящем смысле будут нуждаться в остальных формах невозобновляемой энергии, например как ископаемое топливо (уголь, газ и нефть), чтобы отделить его от кислорода. Возможно, мы сможем свести до минимума чрезмерную зависимость от ископаемого топлива, когда примем водородную энергию, но избавиться от нее в системе будет не так просто.