Водень як паливо
Застосування водню для енергетики сприятливо і в екологічному аспекті. При спалюванні водню в якості палива утворюється вода і значно менше шкідливих речовин, ніж при спалюванні традиційних видів палив, що призводить до меншої уразливості природного і навколишнього середовища людини. [. ]
Однак застосування водню як палива для транспорту має і суттєвий недолік. Його важче в порівнянні з метанолом транспортувати, так як для газоподібного водню будуть потрібні балони високого тиску, а для рідкого водню криогенні ємності (витрати на скраплення збільшують приблизно на 25% вартість палива). Деякі можливі варіанти розміщення водневого палива в автомобілі представлені на рис. ХУ1-3. [. ]
Однак застосування водню як палива для автомобільних двигунів внаслідок ряду його фізико-хімічних властивостей серйозно не може. Водень має низьку щільність. І, незважаючи на те, що в одиниці маси водень містить майже в 3 рази більше теплової енергії, ніж відомі викопні палива, гострою є проблема розміщення необхідної кількості водневого палива на автомобілі: Потрібно великий обсяг тари (1м3 водню в нормальному стані має масу всього 90 г). Експериментально доведено реальна можливість роботи двигуна на стиснутому водні. Встановлено, що один балон з воднем, стисненим до тиску 14 МПа, має масу 57 кг, а маса водню при цьому становить лише 0,45 кг. При питомої теплоти згоряння водню 55 кДж / кг для отримання кількості теплової енергії, що виділяється при спалюванні 75 л бензину, на автомобілі треба мати 40 таких балонів зі стисненим воднем. Маса тари для палива - більш 2т. Це практично повністю виключає такий варіант застосування водню як автомобільного палива. [. ]
Газ перед спалюванням в топках енергетичних установок піддається термічному розкладанню (піролізу). В результаті з нього витягують ацетилен, етилен, водень, сажу, графіт. Як відомо, ацетилен, етилен - дуже цінна сировина для хімічної промисловості, сажа - для нафтохімічної, графіт - для електротехнічної, водень широко використовується в нафтохімії, металургії, а також може служити чистим енергетичним паливом. Водень як паливо в майбутньому може застосовуватися на ГРЕС, а в якості моторного палива - для автомобілів, літаків, суден, ракет, а також для теплофікації будинків. Робота на водневому паливі не забруднює атмосфери. Це одне з його важливих переваг у порівнянні з іншими видами палива. Тому на першій міжнародній конференції з водневої енергетики, що відбулася в 1976 р в США, пролунав наполегливий заклик до використання водню в енергетиці і до прискореного проведення наукових досліджень і розробок з метою отримання водню в промислових масштабах. [. ]
Можливість застосування водню як палива для автомобільного транспорту сумісна з використанням водню для інших цілей, наприклад як засобу передачі енергії на великі відстані, джерела енергії в побуті та промислово сті. У цих випадках позитивний ефект від використання во-! огрядний дав би хорошу альтернативу використовуваним в даний час природному газу і бензину. [. ]
Для кращого використання водню в якості палива замість бензину слід замінити перетворювач енергії. Так, бензин - прекрасне паливо для двигуна внутрішнього згоряння, але погане паливо для паливного елемента [8], в той час як водень - хороше паливо і для двигуна внутрішнього згоряння, і для паливного елемента [45]. [. ]
Ймовірна перспектива використання водню в якості палива. Вже є спроби його застосування в якості палива для автомобільного двигуна. Заміна воднем бензину дозволила б зняти проблему забруднення атмосфери відпрацьованими газами автомобільних двигунів. Відпрацьованим речовиною двигуна, що працює на водні, є вода. Водень можна застосовувати і для авіаційних двигунів. Але на шляху його використання в якості палива ще багато перешкод. Застосування рідкого водню ускладнюється необхідністю споруди контейнерів у вигляді судин Догоара для забезпечення наднизьких температур і запобігання від швидкого випаровування. Висока ціна водню (багато дорожче бензину). Його виробництво методом електролізу води можливо при наявності дешевих джерел енергії. Велика витрата електроенергії на цілі електролізу робить застосування водню невигідним (тобто ефективніше пряме використання електроенергії в електродвигунах). Разом з тим при подальшому зниженні вартості водню при масовому виробництві водень як паливо може стати відносно ефективним. [. ]
Перешкодами на шляху широкого впровадження водню в якості палива для автомобільних двигунів є складність отримання його в досить великих кількостях і необхідність забезпечення високого рівня безпеки при здійсненні процесу горіння водню. [. ]
Слід зазначити, що вивчення питання про застосування водню як палива ведеться в нашій країні давно. Вже створені і пройшли перші випробування автомобілі, в яких двигуни працювали тсак на чистому водні, так і на звичайному паливі з добавкою водню. Однак практичне використання водню ■ пов'язано з вирішенням ряду технічних проблем, наприклад, з розробкою дешевого способу отримання, зберіганням і створенням матеріалів, стійких в атмосфері водню. [. ]