Водородная энергетика

Ученые из Тринити-колледжа в Дублине приблизились к созданию эффективных катализаторов, способствующих расщеплению воды на кислород и водород. Использование таких соединений помогло бы создать экологически чистое топливо, при сжигании которого выделяется только вода. До сих пор разработки такого «топлива будущего» заходили в тупик из-за значительных энергетических затрат на производство водорода.

Первое. Катализаторы, способствующие в промышленном цикле разделять воду на кислород и водород — это неплохо. Однако здесь следует помнить о паре вещей. Первая — КПД никогда не бывает лучше единицы, и вторая — закон сохранения энергии. Иными словами, количество энергии, полученной из электролизного водорода, всегда ниже, чем затраты на его производство. И вдобавок, количество энергии, которое требуется потратить на получение водорода, оно как бы не маленькое — то есть, по сути мы говорим о способе аккумулирования энергии в водороде. Логично предположить, что передача той же энергии по проводам обойдется дешевле.

Отдельный момент связан с тем, что при разделении молекулы воды у нас получается не О2+2Н2, а О+Н2. То есть — кислород у нас получается в атомарном виде. Затем кислород рекомбинирует, и при этом выделяется энергия, которая фактически теряется. То есть энергия рекомбинации кислорода из атомарной в молекулярную фазу — это наши чистые потери.

При фотосинтезе в растениях происходит расщепление СО2. Здесь у нас все интереснее, поскольку молекулы углерода в общепринятом виде не существует. То есть потери на рекомбинацию практически отсутствуют. И все равно, растения используют многоступенчатый процесс, на каждой стадии которого углерод проходит из одной связанной формы в другую. Очевидно, что оптимизация получения водорода из воды могла бы включать в себя нечто подобное.

Теперь о том, что такое плохо.

Водород очень сложно хранить. Это крайне низкокипящий газ с очень высокой проникающей способностью. Известная фраза «у вас несчастные случаи на производстве были? — нет. — будут!» полностью описывает ситуацию с промышленным хранением водорода в больших масштабах. Пока газообразный водород дорог, пока он используется в небольшом числе приложений, и есть возможность нормальной криогенной (и очень дорогой) тары — все нормально. Однако массовое применение в газопроводах общественного пользования уже полностью бессмысленно, в силу трудностей применения, опасности утечек и склонности к образованию взрывоопасных смесей в воздухе.

Исходя из примера фотосинтеза, а также исходя из общих соображений практического применения, топливом будущего мог бы стать не водород, а водородсодержащее соединение — например, метан или аммиак. Аммиак хранить гораздо легче, утечки обнаруживать намного проще, ежегодно аммиака производится порядка 180 миллионов тонн, и накоплен колоссальный опыт по работе с этим газом. Аммиак может перекачиваться по трубам как в виде газа, так и с потоком воды, легко сжижается, и может каталитически разлагаться, его проникающая способность гораздо ниже, чем у водорода, утечки легко обнаружить.

ИМХО было бы весьма интересно и перспективно предложить процесс синтеза аммиака, а не водорода, из воды и воздуха. Полученный аммиак легко доставить к потребителю и хранить, а уже в конечной точке потребления его можно каталитически разлагать, причем продукты разложения — азот и водород — химически инертны друг к другу, то есть взрывоопасной смеси не образуется.

Полученный аммиак также можно использовать в химической промышленности в качестве сырья для производства удобрений и прочего. А вот с водородом это уже не получится…

Ситуация с метаном еще удобнее, поскольку при этом связывается углекислота. И подобно аммиаку, метан широко используется не только как топливо, но и как сырье.

Материал: https://bigdrum.livejournal.com/1144066.html
Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем Proper на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@newru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

You may also like...

новее старее
Уведомление о
Henren
Henren

Чувак вообще не в курсе, как получают аммиак из воздуха. Вообще пишут всевозможную, совершенно невероятную чушь. Видимо, вирус св. Маска таки имеет место быть. Людишки вообще не понимают, что их жизнь полностью зависит от наличия каких-либо халявных ресурсов. Все, что дороже халявы, для хоздеятельности человека непригодно в силу закона сохранения энергии.

Gena
Gena

И вообще, перпетуй мобиль давно существует, но он работает на пЪрдолите, а пЪрдолит, как известно… Опять крававай терран виновен, в гаагу!

Базилевс
Базилевс

Пердолит пьрдолиту — рознь!

Hmm4
Hmm4

«Водород очень сложно хранить». От этого утверждения можно было бы отмахнуться, если бы не опыт Фукусимы. Взрывы 1, 2, и, особенно, 4 блоков хорошо иллюстрируют последствия незамеченной утечки и последующей концентрации водорода в самом неожиданном месте.

Nack
Nack

Дык «Гинденбург» куда нагляднее…

Capuchin
Capuchin

Давайте будем оптимистами. Зачем говорить «Водород очень сложно хранить», если можно сказать «Водород очень хорошо взрывается» ))

Capuchin
Capuchin

Давеча приходит ко мне на работу неизвестное тело с бегающими глазками и желанием «договориться» о розетке (для зарядки его ниссан лиф, пока хозяин работу работает). Я его сразу спросил, зачем он в Сибири (!) электромобиль приобрел?! Меня, грит, совершенно всё устраивает. Это, грит, уже второй полностью электрический автомобиль. Его, лять, всё устраивает, а ко мне за розеткой пришёл.

Базилевс
Базилевс

Ударили по щеке — пидставь другую
Кто к нам с Лифаном за розеткой придёт — тот от электричества и загнется.

Capuchin
Capuchin

«тот от электричества и загнется.» — очередь из аккумуляторов 18650, выпущенных в тело выше пяток электричеством считаются?

Чтобы добавить комментарий, надо залогиниться.