Способи одержання водню - Винахідники України
Існує кілька способів, за допомогою яких ми можемо отримати водень. Однак відразу слід зазначити: поширене твердження про те, що водень є «доступним паливом», є дещо перебільшеним, оскільки водень не існує в природі у чистому вигляді і тому його не можна просто викопати із землі як звичайні копалини (нафта чи газ). Ми повинні отримати його з іншого основного джерела енергії. Отже, розглянемо і оцінимо деякі варіанти отримання водню з різних джерел.
Електроліз На уроках фізики у школі ви напевно бачили апарат Гоффмана. Апарат Гоффмана має резервуар із водою, через який пропускають електричний струм. Електричний струм відокремлює водень від кисню у воді. Бульбашки газу, що виникають від електродів, збираються в окремі трубки. Варто зауважити, що водню утворюється вдвічі більше, ніж кисню. І це не випадково, адже якщо ми поглянемо на хімічну формулу води (Н2О), то побачимо, що водню у воді справді більше вдвічі, ніж кисню.
У процесі водневого електролізу виходить дуже чистий водень, тому це ідеальний спосіб. Одним із його недоліків є те, що електроліз споживає значну кількість електричної енергії, необхідної для самого процесу. Ця електрика може бути створена за допомогою екологічно чистих, відновлюваних джерел енергії, або ж за допомогою атомної енергії, яка хоча не така чиста, проте дешева. Інша річ, що атомна енергія може звести нанівець усі плюси чистої водневої енергетики.
Біомасса Біомаса зарекомендувала себе як відносно чисте джерело енергії. Сільськогосподарські відходи, органічні речовини, тирсу таінші джерела біомаси можуть бути нагріті в контрольованій атмосфері без кисню. Це дає газ – синтетичний газ, який насичений воднем, а також містить окис та двоокис вуглецю.
Викиди вуглекислого газу із цього джерела енергії є нейтральними, оскільки діоксид вуглецю буде поглинений з атмосфери насамперед рослинами. Однак викиди вуглекислого газу в процесі виробництва самої біомаси і через її транспортування (оскільки джерела біомаси розподілені нерівномірно) не можуть бути проігноровані.
Перетворення пари Завдяки поєднанню високої температури пари і метану, можна витягти водень з цього викопного палива. Так як це виробництво сконцентровано в одному місці, то проблема з діоксидом вуглецю може бути вирішена шляхом його ізоляції в окремих сховищах (хоча майте на увазі, що це перспективна технологія, яка ще не продемонструвала довгострокову безпеку). Процес досить дешевий та недорогий. До речі, «надлишки» тепла можуть бути використані (когенерація).
Когенерація дає нам невелику кількість тепла, яка могла б виявитися корисними у місцевій системі забезпечення опалення. На цей метод справді покладають великі надії, оскільки він нині є ефективною та дешевою технологією, яка вдало поєднується з існуючою інфраструктурою постачання газу, проте викиди вуглекислого газу викликають занепокоєння екологами.
Фотоелектроліз Фотоелектроліз є відносно новою та перспективною технологією, але ще недостатньо перевіреною. Вона включає використання сонячної енергії, яка впливає на кремнієве з'єднання, схоже на фотогальванічний елемент, з тією лише відмінністю, що замість того, щобенергія перетворювалася на електрику, сполуки кремнію працюють безпосередньо у воді, де відбувається електроліз.
Біологічні способи виробництва водню Це досить цікава та малорозроблена тема. Існує кілька видів водоростей, які використовують фотосинтез для перетворення сонячної енергії на водень. На даний момент ці процеси продемонстровані в невеликих масштабах, але дослідження в цій галузі йдуть інтенсивно. Очікується, що великий крок уперед може бути зроблено саме у цій галузі.