Похоже, что пришло время дешёвого водородного топлива

2018-05-27 18:06:00


Похоже, что пришло время дешёвого водородного топлива


   

Во время нефтяного кризиса в 70-х годах прошлого столетия большие надежды для производства электроэнергии возлагались на топливные элементы на водороде. К сожалению, состояние развития науки не позволяло широкое применение этого экологически чистого топлива. Всё упиралось в высокую себестоимость производства водорода, а также сопутствующие проблемы, связанные с хранением этого довольно взрывоопасного газа.

В результате применение водородного топлива было ограничено лабораторными исследованиями, и на текущий момент, в основном, имеются лишь опытные образцы топливных элементов для отработки более совершенных транспортных средств и генераторов резервного питания специального назначения.

Реакция водорода с кислородом генерирует электричество. её побочным продуктом является только вода, а не парниковые газы, которые вырабатываются при сжигании нефти или угля. Но этот водород всё же откуда-то надо брать. Главным кандидатом мог бы послужить аммиак, простое в хранении вещество, состоящее из трёх атомов водорода, связанных с одним атомом азота.

Аммиак никогда ранее не рассматривался как топливо, потому что он сгорает при сверхвысоких температурах, получение которых затруднено. Кроме того, химическая реакция аммиака с кислородом создаёт побочные продукты в виде оксидов азота, приводящих к заболеваниям легких. Вдобавок эта реакция термодинамически не выгодна — при сжигании аммиака вырабатывается меньшее количество энергии, чем затрачивается энергии на поддержку протекания этой реакции.

В ходе прорывного исследования на применение нового катализатора в виде кристаллов, содержащих соединения меди, кремния и некоторых других металлов, проведённого учёными из Национальной лаборатории возобновляемой энергии, удалось радикально снизить температурный порог начала реакции горения аммиака в кислороде. При этом, помимо воды, другим результатом химической реакции была молекула азота N2. Это абсолютно безвредный газ, составляющий большую часть атмосферы Земли (свыше 78 процентов).

По сути дела исследователи решили задачу использования аммиака в качестве дешёвого и экологически чистого источника водородного топлива, которое могло бы с успехом заменить ископаемые углеводороды. По данным Агентства по охране окружающей среды, по состоянию на 2016 год выбросы парниковых газов, приходящихся на транспорт, составили более четверти всех американских выбросов. Таким образом, перевод транспортных средств на сжигание аммиака мог бы дать их существенное сокращение.

Теперь перед исследователя стоит следующая задача: довести процесс до уровня широкомасштабного применения технологии. Как только это произойдет, а это лишь вопрос времени, водород по праву займёт своё долгожданное место в качестве источника чистой энергии.