氢和清洁能源

氢和清洁能源

引领这项工作的短语是当代能源的一个参考主题:如何在不破坏环境的情况下获得能源? 今天研究的答案之一与使用宇宙中最丰富的元素作为燃料:氢气有关。

在这个时候,大型汽车公司正在用氢发动机替换燃气,柴油和汽油发动机。

原因是化石燃料会产生一些有害影响:废气污染空气,一般来说,污染环境,此外还会导致温室气体的排放,从而导致地球过热,并产生后果戏剧性的长期。

同时,氢基装置实际上不会排放二次污染物。 如何使用氢气驾驶汽车? 目前最可行的方法是通过所谓的燃料电池。 这些非常有前途,因为除了有效(远远超过内燃机)之外,它们还会排放废物......纯净水。

如果目前在世界上流通的内燃机被氢发动机取代,那么有害气体排放的减少将是值得注意的。

让我们来看看燃料电池的运行情况:燃料电池供给氢气和氧气; 第一个通过电池的阳极(铂催化剂电极),其中每个原子(由电子和质子形成)释放其电子,这通过膜与质子分离。 电子通过外部电路循环,工作以移动汽车的发动机。 然后,两个质子与阴极中的氧原子和两个电子相遇,结合并形成水分子,这是唯一的反应残留物。 干净,简单,移动部件少,是当前运输的理想选择。 那么继续吧,让我们用氢!

不那么简单

当然你应该期待障碍。 确实有。 虽然氢是宇宙中最丰富的元素,但在地球上它几乎不处于自由状态,因为它大多数是以水的形式存在的。 为了分离它,使用由电流诱导的电解,并将氧与氢分离。 没有必要深入了解物理学,以了解电解作用的能量等于当氧气和氢气重新结合时释放的能量,导致零能量! 如果中间过程中也存在损失,则循环的平衡是负的。 必须寻求另一种机制来获得氢。

与碳氢化合物有不同的化学反应释放氢,但有一个严重的问题:它们也将二氧化碳释放到大气中。 如果需要的是清洁能源,那么从一个向环境中排放有害气体的程序开始是不合逻辑的。 它也可以用核电站产生的电力生产,但要可行,核电必须解决放射性废物和核安全问题。

这是氢气的第一个问题,如果要在运输中取代传统燃料,问题将会大很多倍,因为必须生产的数量将是巨大的(大约是今天的十倍)。

存在更多问题:储氢和分配可能非常麻烦。 由于它是一种低密度气体,为了储存大量的气体,你必须使用一个非常大的容器,或者将其液化,储存并以液态分配,或者可能与高吸收能力的固体结合。 还应该记住,当氢气和氧气以高能量通过时,氢气和氧气的反应非常具有爆炸性,甚至比汽油更具爆炸性,因此产生了防止生产,储存和储存事故风险的问题。分布。

由燃料电池驱动的汽车和卡车的安全标准必须很高,这使得它们很昂贵。 这增加了相同单元的高成本(单元引擎可能花费30,000美元),因此许多人对它的大量使用犹豫不决。

正如我们所看到的,氢气本身就是一种储存能量的手段而不是能源。 这就是为什么它被用来确保运输不污染,而且从不用于工业规模发电的原因。

也许使用它的最有效方法是在它将被消费的地方生产它。 标准供应设备将由电解池与氢气液化或混合设备与固体基质一起形成,然后燃料将被转移到您想要加油的车辆。

电力来自何处从水中生产氢气? 对于生态清洁的氢气,它必须留下可再生能源,否则无助于对抗温室气体的排放。 这是证明大量引入氢气的重要原因。

冰岛拥有丰富的地热和水力资源,冰岛的项目就是用氢气取代其汽车燃料和捕鱼船队的一个例子。 在世界其他地区,在产生过剩的时期,可再生资源产生氢气,然后在赤字情况下提取能源。

因此,氢在运输中的使用与可再生能源的开发有关。 最有希望的是使用太阳能电池直接将太阳能转化为电能。 其次,风的动能在风力发电机中直接转化为电能。 两者都可以解决工业和家庭用电发电所涉及的生态问题。 (摘自拉丁新闻社周刊Orb)

*物理科学博士。 普通物理与数学系。 古巴高等技术与应用科学研究所(INSTEC)。

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