Водород как альтернативное топливо
Водород является эффективным аккумулятором энергии. Применение водорода в качестве топлива возможно в разнообразных условиях, что может дать существенный вклад в мировую энергетику, когда ресурсы ископаемого топлива будут близки к полному истощению. Запасы водорода неистощаемы и не связаны с каким-то регионом планеты. Водород в связанном состоянии содержаться в молекулах воды*. Формула воды (Н2О). Водород – одна из наиболее распространенных элементов во Вселенной. В мировом океане он содержится в каждой капле воды. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. При сжигании водорода образуется вода, не загрязняющая окружающую среду. Извлеченный из воды водород можно сжигать как топливо и использовать не только для того, что бы приводить в движение различные транспортные средства, но и для получения электроэнергии*.
Удельная энергоемкость водорода составляет 120 600 кДж/кг или 28 800 ккал/кг, в то время как удельная энергоемкость газа пропана равна 11 000 ккал/кг, а нефти – 10 000 ккал/кг. Видно, что водород обладает большей энергоемкостью, чем газ и нефть.
В настоящее время водород в основном получают из природного газа, в ближайшем будущем его можно будет получать в процессе газификации угля. Для получения химической энергии водорода используется также процесс электролиза.
Все большее число химиков и инженеров с энтузиазмом относятся к «водородной энергетике» будущего, т. е. внутренней энергии молекул воды. Полученный водород достаточно удобно хранить, распределять по трубопроводам и транспортировать без больших затрат. Известны основные способы хранения водорода:
– в виде сжатого газа в танкерах;
– в сжиженном виде в криогенных контейнерах при температуре 423 градуса по Фаренгейту (-203 оС);
– металлогидрический способ – наиболее перспективный. Гидриды металлов служат источником водорода, который получается за счет химической реакции или термического разложения;
– водород можно хранить и в твердом виде после соединения с железо-титановым сплавом. После этого можно легко транспортировать и использовать по мере необходимости.
Еще в 1847 г. французский писатель Жюль Верн, опередивший свое время, предвидел возникновение такой водородной экономики. В своей книге «Таинственный остров», он предсказывал, что в будущем люди научатся использовать воду в качестве источника для получения топлива «Вода, – писал он, – представит неиссякаемые запасы тепла и света». Со времен Жюль Верна были открыты методы извлечения водорода из воды. Один из наиболее перспективный из них – электролиз воды (через воду пропускается электрический ток, в результате чего происходит химический распад.Освобождаются водород и кислород, а жидкость исчезает).
Сейчас водород широко используется в современных технологиях:
– в качестве восстановителя многих окислов металлов;
– для гидрирования нефтяных остатков и органических соединений;
– получения пищевых жиров;
– высококалорийное горючее в ракетной технике.
Широкое применение водородного топлива может решить важнейшие актуальные проблемы:
– удовлетворить возрастающие потребности в энергии;
– уменьшить потребление органического и ядерного топлива;
– снизить загрязнение окружающей среды.
Дата добавления: 2021-09-25; просмотров: 523;