Зачем нужен водород для солнечных батарей и ветряков

Содержание

Производство водорода из различных источников сырьяПравить
Химическая реакция воды с металлами
С использованием водорослей
СсылкиПравить
ПолучениеПравить
И многое-многое другое
Реальные перспективы
Крупнейшие производители водородаПравить
СсылкиПравить
Все, что вы хотели знать про водородную экономику, но боялись спросить
Производство водородаПравить
Паровая конверсия природного газа / метана
Используя атомную энергию
Водород из биомассы
Домашние системы производства водородаПравить
Газ, без которого не было бы современного мира
Потенциальный энергоноситель будущего
ПримечанияПравить
Производство водорода

Производство водорода из различных источников сырьяПравить

Паровая конверсия с водяным паром при 1000 °C:

Водород можно получать разной чистоты: 95-98 % или особо чистый. В зависимости от дальнейшего использования водород получают под различным давлением: от 1,0 до 4,2 МПа. Сырье (природный газ или легкие нефтяные фракции) подогревается до 350—400° в конвективной печи или теплообменнике и поступает в аппарат десульфирования. Конвертированный газ из печи охлаждается в печи-утилизаторе, где вырабатывается пар требуемых параметров. После ступеней высокотемпературной и низкотемпературной конверсии СО газ поступает на адсорбцию СО₂ и затем на метанирование остаточных оксидов. В результате получается водород 95-98,5%-й чистоты с содержанием в нем 1-5 % метана и следов СО и СО₂.

В том случае, если требуется получать особо чистый водород, установка дополняется секцией адсорбционного разделения конвертированного газа. В отличие от предыдущей схемы конверсия СО здесь одноступенчатая. Газовая смесь, содержащая H₂, CO₂, CH₄, H₂O и небольшое количество СО, охлаждается для удаления воды и направляется в адсорбционные аппараты, заполненные цеолитами. Все примеси адсорбируются в одну ступень при температуре окружающей среды. В результате получают водород со степенью чистоты 99,99 %. Давление получаемого водорода составляет 1,5-2,0 МПа.

Также возможно каталитическое окисление кислородом:

Пропускание паров воды над раскалённым углем при температуре около 1000 °C:

Старейший способ получения водорода. Себестоимость процесса — 2-2,5 $ за килограмм водорода. В будущем возможно снижение цены до 1,50 $, включая доставку и хранение.

Электролиз водных растворов солей:

[4e^{-}] 2H2 ^ + O2 ^}}}» data-class=»mwe-math-fallback-image-inline»>

Водород из биомассы получается термохимическим или биохимическим способом. При термохимическом методе биомассу нагревают без доступа кислорода до температуры 500°-800° (для отходов древесины), что намного ниже температуры процесса газификации угля. В результате процесса выделяется H₂, CO и CH₄.

Себестоимость процесса — 5-7 $ за килограмм водорода. В будущем возможно снижение до 1,0-3,0 $.

В биохимическом процессе водород вырабатывают различные бактерии, например, Rodobacter speriodes.

Возможно применение различных энзимов для ускорения производства водорода из полисахаридов (крахмал, целлюлоза), содержащихся в биомассе. Процесс проходит при температуре 30° Цельсия при нормальном давлении. Себестоимость процесса — около 2 $ за кг.

Разрабатываются различные новые технологии производства водорода. Например, в октябре 2006 года Лондонское водородное партнёрство опубликовало исследование (недоступная ссылка) о возможности производства водорода из муниципального и коммерческого мусора. Согласно исследованию, в Лондоне можно ежедневно производить 141 тонну водорода как пиролизом, так и анаэробным сбраживанием мусора. Из муниципального мусора можно производить 68 тонн водорода.

141 тонны водорода достаточно для работы 13 750 автобусов с двигателями внутреннего сгорания, работающими на водороде. В Лондоне в настоящее время эксплуатируется более 8000 автобусов.

Химическая реакция воды с металлами

В 2007 году Университет Purdue (США) разработал метод производства водорода из воды при помощи алюминиевого сплава.

Сплав алюминия с галлием формируется в пеллеты. Пеллеты помещают в бак с водой. В результате химической реакции производится водород. Галлий препятствует образованию оксидной пленки на поверхности алюминия, тормозящей процесс окисления алюминия. В результате реакции создаётся водород и оксид алюминия.

Из одного фунта (≈453 г) алюминия можно получать более 2 кВт·ч энергии от сжигания водорода и более 2 кВт·ч тепловой энергии во время реакции алюминия с водой. В будущем, при использовании электроэнергии атомных реакторов 4-го поколения, себестоимость водорода, получаемого в ходе реакции, станет эквивалента цене бензина — 3 $ за галлон (≈3,8 л).

С использованием водорослей

Водород может производить группа зелёных водорослей, например, Chlamydomonas reinhardtii. Водоросли могут производить водород из морской воды или канализационных стоков.

СсылкиПравить

Национальная ассоциация водородной энергетики (НП НАВЭ) Архивная копия от 4 августа 2009 на Wayback Machine
Что вынуждает государства выбирать низкоуглеродные технологии Архивная копия от 17 апреля 2020 на Wayback Machine // Независимая газета, 13.04.2020
Мир нашел новую альтернативу нефти и газу Архивная копия от 18 апреля 2021 на Wayback Machine // hi-tech.mail.ru, 18 апр 2021
Водород дороже денег. Помогут ли чистой энергетике дешевые кредиты Архивная копия от 29 апреля 2021 на Wayback Machine // РГ, 28.04.2021
Международный информационный научный портал Водород /вебархив/
h2.smtu.ru — Научно-информационный портал о водороде /вебархив/

ПолучениеПравить

Электролиз водных растворов солей:

2NaOH + Cl2 ^ + H2 ^}}}» data-class=»mwe-math-fallback-image-inline»>

Электролиз водных растворов гидроксидов активных металлов (преимущественно гидроксида калия)^[17] (англ.)

[4e^{-}] 2H2 ^ + O2 ^}}}» data-class=»mwe-math-fallback-image-inline»>

Кроме того, существует промышленная технология электролиза химически чистой воды, без применения каких-либо добавок. Фактически, устройство представляет собой обратимый топливный элемент с твёрдой полимерной мембраной^[17] (англ.) или без мембраны http://kyivtoulouse.univ.kiev.ua/journal/index.php/fruajc/article/view/201 Архивная копия от 5 февраля 2020 на Wayback Machine.

Крекинг и риформинг углеводородов в процессе переработки нефти.

Действие разбавленных кислот на металлы. Для проведения такой реакции чаще всего используют цинк и разбавленную серную кислоту:

ZnSO4 + H2 ^}}}» data-class=»mwe-math-fallback-image-inline»>

Взаимодействие кальция с водой:

Ca(OH)2 + H2 ^}}}» data-class=»mwe-math-fallback-image-inline»>

Гидролиз гидридов:

NaOH + H2 ^}}}» data-class=»mwe-math-fallback-image-inline»>

Действие щелочей на цинк или алюминий:

2Na[Al(OH)4] + 3H2 ^}}}» data-class=»mwe-math-fallback-image-inline»>

K2[Zn(OH)4] + H2 ^}}}» data-class=»mwe-math-fallback-image-inline»>

С помощью электролиза. При электролизе водных растворов щелочей или кислот на катоде происходит выделение водорода, например:

2H2O + H2 ^}}}» data-class=»mwe-math-fallback-image-inline»>

Низкотемпературная конденсация: ВСГ охлаждают до температур конденсации метана и этана, после чего водород отделяют ректификацией. Процесс ведут при температуре −158 °C и давлении . Чистота очищенного водорода составляет 93—94 % при его концентрации в исходном ВСГ до 40 %.
Адсорбционное выделение на цеолитах: настоящий метод на сегодняшний день наиболее распространён в мире. Метод достаточно гибок и может использоваться как для выделения водорода из ВСГ, так и для доочистки уже очищенного водорода. В первом случае процесс ведут при давлениях . Степень извлечения водорода составляет 80—85 % с чистотой 99 %. Во втором случае часто используют процесс «PSA» фирмы «Union Carbide». Он впервые был реализован в промышленности в 1978 году. На настоящий момент функционирует более 250 установок от 0,6 до 3,0 млн м³ Н₂/сут. Образуется водород высокой чистоты — 99,99 %.
Абсорбционное выделение жидкими растворителями: Этот метод применяется редко, хотя водород получается высокой чистоты — 99,9 %.
Концентрирование водорода на мембранах: На лучших образцах метод позволяет получать водород чистотой 95—96 %, однако производительность таких установок невысока.
Селективное поглощение водорода металлами: Метод основан на способности сплавов лантана с никелем, железа с титаном, циркония с никелем и других поглощать до 30 объёмов водорода.

Про кислород: Физико-химические основы синтеза - Производство азотной кислоты по комбинированной схеме в агрегате АК-72. Стадия окисления аммиака

И многое-многое другое

Оставшиеся после нефтепереработки и производства аммиака 10 процентов всего потребляемого человечеством водорода уходят почти полностью на химическую и пищевую промышленность. В первую очередь — для гидрирования. Это реакция присоединения водорода к той или иной молекуле. Если гидрировать углекислый газ, получится метанол. А он, в свою очередь, чрезвычайно востребованное сырье для производства полимеров (точнее, из него делают формальдегид, необходимый для этого) и широко используемая добавка в бензин. К тому же метанол сам по себе — перспективное экологичное топливо для ДВС. Сейчас для этого предназначения его производят в основном из биологического сырья, но в перспективе предпочтительнее техпроцесс на основе водорода.

Еще один продукт, который немыслим без водорода, — маргарин. Его делают из смеси растительных жиров (масел), которые сгущаются (насыщаются) гидрированием. В последние годы на волне борьбы с трансжирами эта сфера использования водорода плавно сходит на нет.

Остальные области применения водорода потребляют менее пяти процентов от общего его производства в мире. Среди них одна из наиболее любопытных, но при этом малоизвестных — в качестве теплоносителя систем охлаждения мощных электрогенераторов (от 60 мегаватт и выше). А самая зрелищная — как ракетное топливо, например в носителях Delta IV Heavy, Space Launch System и «Чанчжэн-5». Кроме того, сравнительно много водорода потребляет микроэлектронная индустрия, использующая его для стабилизации аморфного кремния, производство и обработка особо чистых металлов, а также фармацевтика. Эти ниши по объемам потребляемого водорода незначительны, но их роль в современной экономике колоссальна.

Водородная экономика — В космонавтике и ракетостроении водород нашел свое место и в качестве горючего, и в качестве энергоносителя. Кислород-водородные двигатели «Спейс шаттла» отправили в космос 355 астронавтов из 16 стран (многих по несколько раз) и почти 1600 тонн грузов, включая львиную долю конструкционных элементов и модулей МКС. Аналогичная топливная пара использовалась или используется на некоторых американских, индийских, японских и китайских ракетах, а также в советской «Энергии». Для выработки электричества водородные топливные элементы применялись в программе «Аполлон» и разрабатывались для «Бурана». На фото: упрощенная версия двигателя «Спейс шаттла» (SSME, RS-25) — AR-22 — в ходе испытаний на возможность быстрого повторного использования для проекта космоплана XS-1 / ©Aerojet Rocketdyne

Реальные перспективы

Самая высокая удельная энергия среди всех энергоносителей, доступных человечеству в промышленных масштабах, безусловно, делает водород очень привлекательным. Его сравнительно легко использовать в качестве накопителя энергии, а также производить с использованием возобновляемых источников энергии.

Дальнейшее развитие экономики, как Naked Science уже отмечал в материале, посвященном накопителям энергии, невозможно без радикального повышения эффективности энергетики и промышленности. Мир неуклонно движется в сторону все более глубокой переработки ресурсов, рециклинга и более полного использования первичной энергии. Параллельно с этим развиваются высокотехнологичные отрасли. Все это — сферы, где водород обязательно найдет себе место или уже давно нашел и его роль только увеличивается.

Но у водорода есть серьезные минусы, обусловленные его физическими и химическими свойствами. На пути хотя бы к частичному замещению углеводородов в качестве энергоносителей водород можно сделать зеленым — необходимые технологии разрабатываются, и даже сравнительно дешевым, если эти технологии станут широко используемыми. Но по себестоимости в масштабах всей экономики водород будет неизбежно проигрывать метану. Потому что он — вторичный энергоноситель и не может запасать больше энергии, чем было потрачено на его получение (по крайней мере, пока), особенно с учетом затрат на добычу первичной энергии (газа для пиролиза метана). Зато по сравнению с природным газом водород способен удобно накапливать энергию, синтезировать метан сложнее.

Данный материал был подготовлен совместно с просветительским проектом Homo Science. На данной онлайн-платформе ученые, эксперты и популяризаторы науки в доступной и увлекательной форме рассказывают об «атомных» темах в разрезе таких наук как физика, химия, информационные технологии, медицина, математика, а также биология. Рекомендуем следить и там за новостями.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Крупнейшие производители водородаПравить

СсылкиПравить

Hydrogen Архивная копия от 10 января 2016 на Wayback Machine at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
Ferreira-Aparicio, P.; Benito, M. J.; Sanz, J. L. New Trends in Reforming Technologies: from Hydrogen Industrial Plants to Multifuel Microreformers (англ.) // Catalysis Reviews : journal. — 2005. — , . — . — doi:10.1080/01614940500364958.

Все, что вы хотели знать про водородную экономику, но боялись спросить

В научно-популярной литературе за водородом закрепилась слава основы экономики будущего. Хотя в промышленности его активно используют едва ли не больше века. Он незаменим в нефтехимии, производстве удобрений и синтетического топлива, а также в энергетике. Но не в качестве энергоносителя — эту роль водороду пока только обещают. Naked Science рассказывает, насколько важное, хоть и не слишком заметное, место занимает в жизни каждого землянина легчайший газ и какое у него будущее.

В чистом виде водород удалось получить ко второй половине XVII века воздействием кислот на металлы. Бесцветный газ без запаха и вкуса легко сгорал с характерным щелчком, в результате этой химической реакции образовывалась вода. За такое очевидное свойство газ и получил свое название. К 1930-м годам большинство свойств водорода уже были известны ученым. Благодаря его простоте — атом H состоит лишь из протона и электрона — с его помощью удалось изучить множество явлений в мире элементарных частиц. Однако и за рамками теоретических исследований у водорода нашлось немало применений.

До конца XIX века водород в чистом виде либо в смеси с другими газами использовали как топливо для осветительных приборов, экспериментальных двигателей внутреннего сгорания и наполняли им воздушные шары. Последняя роль принесла ему всемирную известность благодаря расцвету дирижаблей. Но по-настоящему незаменимым для мировой экономики водород стал в результате работы двух великих немецких химиков Фрица Габера и Карла Боша. Созданный ими химический процесс позволял в промышленных масштабах получать аммиак — основное сырье для производства удобрений.

Производство водородаПравить

На настоящий момент наиболее экономически выгодным считается производство водорода из ископаемого сырья. Снизить уровень выбросов углерода в производственных отраслях можно за счет водорода, полученного с использованием низкоуглеродных технологий, для этого можно применять технологии улавливания и хранения углекислого газа, а также электролиза воды, «в первую очередь с помощью энергии объектов атомной, гидро-, ветряной и солнечной энергетики».
Так называемая «Цветовая» градация водорода, применяемая в некоторых профессиональных сообществах, условно характеризует технологию выработки и наличие углеродного следа, то есть количества вредных выбросов. Следует иметь ввиду, что «Цветовая» градация водорода, по существу, не соответсвует известным законам природы, критериям Периодической таблицы Д.И. Менделеева и в определенно степени правилам русского языка. Ее применение в ограниченной степени используется как «профессиональный» жаргонизм. Указанный сленг/жаргон не находит применения в нормативных документах международных организация таких как ИСО, МЭК, ООН, не применим в Российском законодательстве, деловой правительственной переписке. В этой связи, использование приведенной градации следует применять с учетом указанных особенностей:

«зеленый» — произведён с помощью энергии из возобновляемых источников методом электролиза воды, считается самым чистым;
«голубой» — произведенный из природного газа; в этом случае углекислый газ накапливается в специальных хранилищах;
«розовый/красный/желтый» — произведенный при помощи атомной энергии, здесь тоже используются электролиз воды.
при производстве «серого» водорода вредные выбросы идут в атмосферу.

Себестоимость «зеленого» водорода около 10 долларов за кг (что «абсолютно нерентабельно», по мнению главы Фонда национальной энергетической безопасности); «голубой» и «желтый» водород в несколько раз дешевле «зеленого» — от 2 долларов за килограмм.

Научно обоснованная классификация водорода/энергоносителя определена национальными стандартами: ГОСТ Р ИСО 14687-1-2012; ГОСТ Р 55466-2013; ГОСТ ISO 14687-3-2016, гармонизированными с ИСО

Про кислород: Гелий в баллонах, заправка баллонов гелием в Соликамске

Водородное топливо классифицируется по следующим типам и сортам:

a) Тип I (сорта A, B, C, D и E): газообразный водород и топливо на основе водорода.

b) Тип II (сорта C и D): жидкий водород.

c) Тип III: шугообразный водород.

В настоящее время Росстандарт России проводит работы по актуализации действующей системы национальных стандартов с целью гармонизации с ISO 14687:2019 «Hydrogen fuel quality — Product specification».

В этой связи рекомендуется использовать классификацию водородного топлива /энергоносителя в соответствии с общепринятыми нормативами правового регулирования.

Паровая конверсия природного газа / метана

Старейший способ получения водорода. Уголь нагревают с водяным паром при температуре 800—1300 °C без доступа воздуха.
Первый газогенератор был построен в Великобритании в 40-х годах XIX века. Себестоимость процесса 2–2,5 долл. за килограмм водорода.

Используя атомную энергию

Обратная реакция происходит в топливном элементе. Себестоимость процесса $6–7 за килограмм водорода.

Водород из биомассы

Водород из биомассы получается термохимическим или биохимическим способом. При термохимическом методе биомассу нагревают без доступа кислорода до температуры 500—800 °C (для отходов древесины), что намного ниже температуры процесса газификации угля. В результате процесса выделяется H₂, CO и CH₄.

Себестоимость процесса $5–7 за килограмм водорода.

В биохимическом процессе фиксации азота водород вырабатывают различные бактерии, например, Rodobacter speriodes.

Домашние системы производства водородаПравить

Вместо строительства водородных заправочных станций водород можно производить в бытовых установках из природного газа или электролизом воды. Honda испытывает свою бытовую установку под названием Домашняя энергетическая станция Honda. Установка в бытовых условиях производит водород из природного газа. Часть водорода используется в топливных элементах для производства тепловой и электрической энергии для дома. Оставшаяся часть водорода используется для заправки автомобиля.

Британская компания ITM Power Plc разработала и испытала в 2007 г. бытовой электролизёр для производства водорода. Водород производится ночью, что позволит сгладить пики потребления электроэнергии. Электролизер мощностью 10 кВт производит из воды водород, и хранит его под давлением 75 бар. Произведённого водорода достаточно для 40 км пробега битопливного (водород/бензин) Ford Focus. Компания планирует начать производство бытовых электролизеров в начале 2008 года. ITM Power уже достигла уровня себестоимости электролизеров 164 $ за 1кВт.

Газ, без которого не было бы современного мира

Несмотря на то что в земной атмосфере азот трудно назвать дефицитным, этот обязательный компонент биологических молекул большинству живых существ недоступен: они не способны его усваивать в газообразном виде. В естественных условиях биосфера пополняется соединениями азота в основном благодаря почвенным бактериям. Но до верхних ступеней пищевой цепочки доходит лишь малая их часть. Поэтому без удобрений сельское хозяйство просто не способно обеспечить сколь-нибудь развитое общество необходимым количеством калорий.

Пока на помощь человечеству не пришло изобретение Габера, усовершенствованное Бошем, сырьем для азотных удобрений служили гуано (останки помета птиц) и природный нитрат натрия (натриевая, или чилийская, селитра). С этими ресурсами — две проблемы: во-первых, их запасы конечны, да и богатые месторождения есть не везде; а во-вторых, добывать их приходилось фактически рабским трудом в нечеловеческих условиях (рабочие руки очень быстро заканчивались). Все возрастающий спрос на удобрения во время индустриализации резко поднял важность и гуано, и чилийской селитры. Результатом стали даже несколько войн из-за древнего птичьего помета (например, Вторая тихоокеанская война 1879-1883 годов, в ходе которой Чили силой забрала месторождения гуано у Боливии).

Зато в 1910 году мир изменился навсегда. Химическая промышленность получила экономически выгодный способ выработки аммиака. Для этого требуется азот, водород, катализатор, а также высокие температура и давление. С тех пор вклад процесса Габера в процветание человечества можно назвать едва ли не определяющим для нынешней цивилизации. По некоторым оценкам, до половины атомов азота в телах жителей развитых стран попали в пищевую цепочку исключительно благодаря промышленно синтезированным азотным удобрениям. Не менее двух пятых современного человечества без этого изобретения не существовало бы. Естественно, чудо не бесплатно: на производство аммиака уходит около двух процентов всей потребляемой в мире первичной энергии.

Упрощенная схема современного химического завода, применяющего процесс Габера—Боша для производства аммиака. Фиолетово-розовый овал — первичный риформер, на который подается метан (CH₄) и вода (H₂O), здесь происходит частичное разложение природного газа на молекулярный водород (H₂) и оксид углерода (CO). Затем в систему подается очищенный воздух (кислород и азот), которые во вторичном риформере (горчичный овал) смешиваются с продуктами первичного и помогают дополнительно разложить метан. Далее смесь поступает в реактор, где при помощи катализатора и с добавлением воды метан окончательно расщепляется, а угарный газ окисляется до углекислого. На выходе получается синтез-газ из азота, водорода и CO₂, его сжимают и отправляют на очистку от углекислоты в скруббер. После него азот и водород уже снова под давлением дополнительно нагреваются и идут непосредственно в реактор производства аммиака (второй горчичный овал). Выход продукта не стопроцентный, поэтому непрореагировавшие азот с водородом после охлаждения и сепарации аммиака снова поступают в реактор / ©Francis E Williams, Wikimedia

Потенциальный энергоноситель будущего

Получается, водород уже давно и прочно закрепился в мировой экономике и промышленности. В основном, конечно, как сырье для химических процессов. Но у него есть огромный потенциал в качестве энергоносителя и накопителя энергии. Килограмм водорода при сжигании в идеальных условиях и без учета потерь высвободит более 140 мегаджоулей энергии. Для сравнения: килограмм дизельного топлива содержит около 45 мегаджоулей, бензина — 46, а природного газа (метана) — 53,6 мегаджоуля. При этом водород можно получать с помощью электричества из полностью возобновляемых источников энергии. А при его горении не возникает вредных веществ — только водяной пар. Некоторые количества оксидов азота в выхлопе водородного ДВС возможны, если смесь с воздухом не стехиометрическая (оптимальная для сгорания топлива).

Эти два свойства водорода: высокая удельная энергия и потенциальная «зеленость» — не дают покоя инженерам и ученым, стремящимся сделать мир лучше. Идея водородной экономики, то есть такого уклада энергетики и промышленности, в котором роль основного энергоносителя выполняет водород, впервые была сформулирована еще в 1923 году британским ученым Джоном Холдейном (J. B. S. Haldane). Но до 1970-х развития она не получала и лишь к 1990-м оформилась в виде хорошо проработанной концепции.

Одна из ключевых ролей водорода в ней — накопитель энергии: когда генерация избыточна, ее направляют на выработку газа, в пики потребления его расходуют. Нынешнюю экономику в каком-то смысле можно назвать водородной, ведь этот газ уже играет исключительно важную роль. Однако он используется почти полностью как реагент для химических процессов и почти не задействован в энергетике. В перспективе же требуется уйти от ископаемого топлива, чтобы снизить нагрузку на окружающую среду, минимизировать выбросы парниковых газов и микрочастиц сажи.

Водород имеет все шансы заместить углеводороды в тех отраслях, где не справится одно лишь зеленое электричество: там, где энергоноситель трудно заменим, — и сделать более экологичными критически важные высокотехнологичные отрасли вроде микроэлектроники. Например, в металлургии, производстве цемента и на транспорте, в первую очередь грузовом наземном и водном. Перед этим придется решить несколько инженерных проблем. Так, ни один современный массовый двигатель внутреннего сгорания не может работать на чистом водороде. У этого газа низкая энергетическая плотность (количество энергии в литре объема), поэтому через камеру сгорания его необходимо нагнетать больше (втрое больше, чем метана для выполнения той же работы). Кроме того, водород горит с очень высокой скоростью, на грани детонации — с этим его свойством, кстати, связан простейший способ его обнаружения в продуктах реакции на уроках физики: он вспыхивает с характерным хлопком. Сейчас идут разработки многотопливных двигателей, способных в числе прочего работать на чистом водороде.

Альтернатива прямому сжиганию — топливные элементы, вырабатывающие электричество из водорода и кислорода воздуха. Это такие электрохимические ячейки, в которых горючее окисляется без пламени, только за счет присутствия катализатора. Но их эффективность пока едва превышает 60 процентов, а стоимость высока, плюс водород должен быть максимально чистым, иначе малейшие примеси быстро отравят катализатор. Поэтому в качестве первого этапа постепенного перехода от углеродной экономики к водородной применяется добавление этого газа в метан. Получившуюся смесь можно без радикальных изменений в существующем оборудовании использовать как газомоторное топливо, а также для отопления, приготовления пищи и выработки электричества.

Про кислород: Какие из перечисленных нижетназваний соответствует формуле Н2О : оксид водорода , гидрид кислорода , пероксид водорода , водород , вода , кислородный водород ? - Химия

Такое, безусловно, «половинчатое» решение лишь незначительно озеленяет промышленность, частично снижая ее углеродный след и выбросы других загрязнений в атмосферу. Тем не менее этот план неплохо сработает в том случае, если источник водорода сам по себе возобновляемый и не повышает содержание углекислого газа в природе.

ПримечанияПравить

↑ ¹ ² ³ Ринат Резванов. Новая энергетическая повестка для В-поездов. Деловой транспортный журнал «РЖД-Партнёр». ИД «РЖД-Партнёр» (19 апреля 2021). Дата обращения: 28 апреля 2021. Архивировано 28 апреля 2021 года.
↑ http://www.financialexpress.com/news/tata-steel-develops-hydrogen-production-tech-granted-pct/370776/0
↑ http://www.fuelcellsworks.com/Supppage9358.html Архивная копия от 9 января 2009 на Wayback Machine (недоступная ссылка с 13-05-2013 [3641 день] — история)
↑ http://energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-production-natural-gas-reforming Архивная копия от 23 августа 2015 на Wayback Machine «Today, 95% of the hydrogen produced in the United States is made by natural gas reforming in large central plants»
↑ As energy bills soar, Japanese test fuel of future (недоступная ссылка) (недоступная ссылка с 13-05-2013 [3641 день])
↑ Toyota, Aisin to Provide 20 Residential SOFC Cogeneration Systems for Test Program. Дата обращения: 21 декабря 2009. Архивировано 2 июня 2012 года.
↑ Panasonic Fuel-Cell Initiative Heats Up In Japan (недоступная ссылка) (недоступная ссылка с 13-05-2013 [3641 день])
↑ Cummins says fuel cell mobile power available in 2 to 3 years. Дата обращения: 26 августа 2009. Архивировано из оригинала 20 октября 2011 года.
↑ ¹ ² Немецкая волна 17.09.2018 Инза Вреде Поезд на водороде — европейский технологический прорыв с оговорками Архивная копия от 25 августа 2019 на Wayback Machine // Немецкая волна
↑ ‘Hydrogen highway’ from Montreal to Windsor // CBC, 2003
↑ Под ред. В.А.Мошникова и Е.И.Терукова. Основы водородной энергетики.. — СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «Лэти», 2010. — 288 с. — ISBN 978-5-7629-1096-5.
↑ Mercedes-Benz to Launch Limited Series Production of B Class F-CELL Hydrogen Fuel Cell Vehicle Late This Year. Дата обращения: 31 августа 2009. Архивировано 5 сентября 2009 года.
↑ Daimler starts small series production of fuel cell vehicles in summer 2009 Архивная копия от 11 марта 2009 на Wayback Machine (недоступная ссылка с 13-05-2013 [3641 день] — история)
↑ GM is hoping to release a hydrogen fuel cell-powered vehicle by 2012. Дата обращения: 26 августа 2009. Архивировано из оригинала 20 октября 2011 года.
↑ Hyundai plans fuel-cell car for 2012 Архивная копия от 1 ноября 2008 на Wayback Machine (недоступная ссылка с 13-05-2013 [3641 день] — история)
↑ Toyota Plans Limited Consumer Sales of Hydrogen Fuel-Cell Vehicles by 2015. Дата обращения: 15 января 2009. Архивировано 19 января 2009 года.
↑ http://www.fuelcellsworks.com/Supppage9356.html (недоступная ссылка) Shanghai VW to debut hydrogen fuel-cell Lingyu in United States
↑ BNSF explores the fuel cell Архивная копия от 11 марта 2009 на Wayback Machine (недоступная ссылка с 13-05-2013 [3641 день] — история) Railway Gazette International
↑ Правительство Российской Федерации утвердило план мероприятий по развитию водородной энергетики | Министерство энергетики. minenergo.gov.ru. Дата обращения: 28 апреля 2021. Архивировано 27 апреля 2021 года.
↑ Today sees the release of the new Fuel Cell Today Portable Survey 2009 Архивная копия от 20 апреля 2009 на Wayback Machine (недоступная ссылка с 13-05-2013 [3641 день] — история)
↑ http://uk.reuters.com/article/rbssConsumerGoodsAndRetailNews/idUKT30359820080701
↑ http://www.koreatimes.co.kr/www/news/nation/2008/09/123_30600.html. Дата обращения: 16 декабря 2008. Архивировано 4 марта 2016 года.
↑ http://www.fuelcellsworks.com/Supppage9250.html (недоступная ссылка) (недоступная ссылка с 13-05-2013 [3641 день])
↑ «Airbus has successfully tested a fuel cells system in flight Архивная копия от 16 апреля 2008 на Wayback Machine (недоступная ссылка с 13-05-2013 [3641 день] — история)» (недоступная ссылка)
↑ UTC Power Fuel Cells Achieve Milestone, Topping 100,000 Hours in Space (недоступная ссылка) (недоступная ссылка с 13-05-2013 [3641 день] — история)
↑ Первый пилотируемый самолёт на топливных элементах поднялся в воздух. Дата обращения: 16 декабря 2008. Архивировано 25 апреля 2009 года.
↑ http://www.greencarcongress.com/2008/03/winter-testing.html. Дата обращения: 16 декабря 2008. Архивировано 11 июня 2008 года.
↑ http://www.fuelcellsworks.com/Supppage8978.html (недоступная ссылка) (недоступная ссылка с 13-05-2013 [3641 день])
↑ http://www.fuelcellsworks.com/Supppage9124.html Архивная копия от 2 декабря 2008 на Wayback Machine (недоступная ссылка с 13-05-2013 [3641 день] — история)
↑ Honda to Release New Fuel Cell Vehicle in Japan in Autumn Архивная копия от 29 сентября 2008 на Wayback Machine (недоступная ссылка с 13-05-2013 [3641 день] — история)
↑ Honda Begins Leasing FCX Clarity Fuel Cell Vehicle in Japan (недоступная ссылка) (недоступная ссылка с 13-05-2013 [3641 день])
↑ Имеется в виду, что для водород нужно производить.
↑ Под общей редакцией чл.-корр. РАН Е.В. Аметистова. том 1 по редакцией проф.А.Д.Трухния // Основы современной энергетики. В 2-х томах. — Москва: Издательский дом МЭИ, 2008. — ISBN 978 5 383 00162 2.
↑ ¹ ² Ринат Резванов. Россия на мировом водородном рынке. Деловой экономический журнал «Инвест-Форсайт» (30 марта 2021). Дата обращения: 28 апреля 2021. Архивировано 27 апреля 2021 года.
↑ Brussels, 8.7.2020 A hydrogen strategy for a climate-neutral Europe Архивная копия от 15 июля 2020 на Wayback Machine // Communication from the Commission to the European parliament, the council, the european economic and social committee and the
committee of the regions
↑ ¹ ² Европа хочет отказаться от природного газа. ЕС набросал план будущего без «Газпрома» Архивная копия от 16 декабря 2021 на Wayback Machine, BBC, 16.12.2021
↑ South Korea unveils 80 per cent subsidy for domestic fuel cells. Дата обращения: 8 сентября 2009. Архивировано из оригинала 20 октября 2011 года.
↑ Россия нашла новый способ заработать 100 миллиардов долларов Архивная копия от 26 апреля 2021 на Wayback Machine [1] Архивная копия от 16 мая 2021 на Wayback Machine // Лента.ру, 15 апреля 2021
↑ Ministry of New and Renewable Energy, Official Website Архивная копия от 26 ноября 2010 на Wayback Machine (недоступная ссылка с 13-05-2013 [3641 день] — история)
↑ Hannesson Hjálmar W. «Climate change as a global challenge» Ministry for Foreign Affairs. Дата обращения: 19 декабря 2008. Архивировано 1 июля 2013 года.
↑ Япония рассчитывает сделать водород экономически выгодной альтернативой сжиженному метану к 2030 году Архивная копия от 29 апреля 2021 на Wayback Machine // 3DNews, 26.12.2020

Производство водорода

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 22 октября 2019 года; проверки требуют 23 правки.

Промышленное производство водорода — неотъемлемая часть водородной энергетики, первое звено в жизненном цикле употребления водорода. Водород практически не встречается на Земле в чистом виде и должен извлекаться из других соединений с помощью различных химических методов.

Электролизёр — оборудование для производства водорода из воды