წყალბადის მიღება, როგორც მომავლის საწვავი. წყალბადის საწვავი რატომ ჰქვია წყალბადს მომავლის საწვავი

ამჟამად წყალბადის ენერგიის დანერგვასთან დაკავშირებული მრავალი ტექნიკური საკითხი მოგვარებულია. ყველა მსხვილ კომპანიას აქვს წყალბადის საწვავის მანქანების კონცეპტუალური მოდელები. ამ მანქანებისთვის არის სადგურები. თუმცა, წყალბადის ღირებულება კვლავ გაცილებით მაღალია ვიდრე ბენზინი ან ბუნებრივი აირი. იმისათვის, რომ ახალი ინდუსტრია გახდეს კომერციულად მომგებიანი, აუცილებელია წყალბადის წარმოების ახალ დონემდე მიღწევა და მისი ფასის შემცირება.

ამჟამად ცნობილია წყალბადის წარმოების ათეული მეთოდი სხვადასხვა საწყისი მასალისაგან. ყველაზე ცნობილია წყლის ჰიდროლიზი, მისი დაშლა ელექტრული დენის გავლისას, მაგრამ ის მოითხოვს დიდ ენერგიას. წყლის ელექტროლიზის დროს ენერგიის მოხმარების შემცირების მთავარი მიმართულება არის ელექტროდების და ელექტროლიტების ახალი მასალების ძებნა.

მუშავდება მეთოდები წყლისგან წყალბადის წარმოებისათვის არაორგანული შემამცირებელი საშუალებების გამოყენებით - ელექტრონეგატიური ლითონები და მათი შენადნობები აქტივატორი ლითონების დამატებით. ასეთ შენადნობებს ეწოდება ენერგიის შემნახველი ნივთიერებები (EAS). ისინი საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ ნებისმიერი რაოდენობით წყალბადი წყლიდან. წყლისგან წყალბადის გათავისუფლების კიდევ ერთი გზა შეიძლება იყოს მისი ფოტოელექტროქიმიური დაშლა მზის სხივების ზემოქმედებით.

გავრცელებული მეთოდები მოიცავს მეთანის (ბუნებრივი აირი) ორთქლის ფაზის დამუშავებას და ქვანახშირისა და სხვა ბიომასალების თერმულ დაშლას. წყალბადის წარმოების თერმოქიმიური ციკლები, ქვანახშირიდან და ყავისფერი ქვანახშირიდან და ტორფიდან მისი გარდაქმნის ორთქლის ფაზის მეთოდები, ასევე ნახშირის მიწისქვეშა გაზიფიცირების მეთოდი წყალბადის წარმოებისათვის.

ცალკე თემაა ორგანული ნედლეულიდან წყალბადის წარმოების კატალიზატორების განვითარება - ბიომასის დამუშავების პროდუქტი. მაგრამ ამავე დროს, წყალბადთან ერთად, წარმოიქმნება ნახშირბადის მონოქსიდის (CO) მნიშვნელოვანი რაოდენობა, რომელიც უნდა განადგურდეს.

კიდევ ერთი პერსპექტიული მეთოდია ეთანოლის კატალიზური ორთქლის დამუშავების პროცესი. თქვენ ასევე შეგიძლიათ მიიღოთ წყალბადი ქვანახშირისგან (ქვანახშირისა და ყავისფერიდან) და თუნდაც ტორფისგან. წყალბადის სულფიდი ასევე სულ უფრო მეტ ყურადღებას იპყრობს. ეს გამოწვეულია ენერგიის დაბალი მოხმარებით წყალბადის წყალბადის ელექტროლიტური გამოყოფისთვის წყალბადის სულფიდიდან და ამ ნაერთის დიდი მარაგი ბუნებაში - ზღვებისა და ოკეანეების წყალში, ბუნებრივ აირში. წყალბადის სულფიდი ასევე მიიღება როგორც ნავთობის გადამამუშავებელი, ქიმიური და მეტალურგიული მრეწველობის პროდუქტები.

წყალბადის წარმოება შესაძლებელია პლაზმური ტექნოლოგიების გამოყენებით. ისინი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ყველაზე დაბალი ხარისხის ნახშირბადის ნედლეულის გაზიფიცირებისთვისაც კი, როგორიცაა მუნიციპალური მყარი ნარჩენები. როგორც თერმული პლაზმის წყარო, გამოიყენება პლაზმატრონები - მოწყობილობები, რომლებიც წარმოქმნიან პლაზმის ჭავლს.

წყალბადის შენახვა

წყალბადის პირდაპირ მანქანაში შენახვის შემდეგი მეთოდები არსებობს: გაზის ბალონი, კრიოგენული, ლითონის ჰიდრიდი.

პირველ შემთხვევაში, წყალბადი ინახება შეკუმშული ფორმით, დაახლოებით 700 ატმოსფერული წნევის ქვეშ. ამავდროულად, წყალბადის მასა არის ცილინდრის მასის მხოლოდ 3% და ძალიან მძიმე და მოცულობითი ბალონებია საჭირო შესამჩნევი რაოდენობის აირის შესანახად. ეს არ აღნიშნავენ იმ ფაქტს, რომ ასეთი ცილინდრების დამზადება, დატენვა და ექსპლუატაცია მოითხოვს განსაკუთრებულ ზომებს აფეთქების საფრთხის გამო.

კრიოგენული მეთოდი გულისხმობს წყალბადის ლიკვიდაციას და იზოლირებულ ჭურჭელში შენახვას -235 გრადუს ტემპერატურაზე. ეს საკმაოდ ენერგიის მომგვრელი პროცესია-გათხევადება იმ ენერგიის 30-40% ღირს, რაც მიღებულია წყალბადის გამოყენებისას. მაგრამ, რაც არ უნდა სრულყოფილი იყოს თბოიზოლაცია, ავზში წყალბადი თბება, წნევა იზრდება და გაზი იხსნება ატმოსფეროში უსაფრთხოების სარქველის საშუალებით. სულ რამდენიმე დღე - და ტანკები ცარიელია!

ყველაზე პერსპექტიულია მყარი შესანახი მოწყობილობები, ეგრეთ წოდებული ლითონის ჰიდრიდები. ამ ნაერთებს შეუძლიათ ღრუბლის მსგავსად შთანთქონ წყალბადი გარკვეულ პირობებში და მისცენ სხვა პირობებში, მაგალითად, გაცხელებისას. იმისათვის, რომ ეს იყოს ეკონომიკურად მომგებიანი, ამგვარი ლითონის ჰიდრიდი უნდა "შეიწოვოს" წყალბადის მინიმუმ 6%. ახლა მთელი მსოფლიო ეძებს მსგავს მასალებს. მასალის აღმოჩენისთანავე, ტექნოლოგიები აიღებენ მას და გაგრძელდება "ჰიდროგენიზაციის" პროცესი.

წყალბადი (H2) არის ალტერნატიული საწვავი, რომელიც მიიღება ნახშირწყალბადების, ბიომასისა და ნაგვისგან. წყალბადი მოთავსებულია საწვავის უჯრედებში (როგორც გაზის ავზი საწვავისთვის) და მანქანა მოძრაობს წყალბადის ენერგიის გამოყენებით.

მიუხედავად იმისა, რომ წყალბადი ჯერჯერობით მხოლოდ მომავლის ალტერნატიულ საწვავად განიხილება, მთავრობა და ინდუსტრია მუშაობენ წყალბადის სუფთა, ეკონომიურ და უსაფრთხო წარმოებაზე საწვავის უჯრედის ელექტრო მანქანებისთვის (FCEV). FCEV უკვე შემოდის ბაზარზე იმ რეგიონებში, სადაც წყალბადის საწვავის მცირე ინფრასტრუქტურა არსებობს. ბაზარი ასევე ვითარდება სპეციალური მანქანებისთვის: ავტობუსები, გადასაზიდი მოწყობილობა (მაგ. სატვირთო მანქანები), სახმელეთო დამხმარე მოწყობილობა, საშუალო და დიდი სატვირთო მანქანები.

წყალბადის მანქანები Toyota, GM, Honda, Hyundai, Mercedes-Benz თანდათან ჩნდება დილერის ქსელებში. ასეთი მანქანები ღირს 4-6 მილიონი რუბლი რეგიონში (Toyota Mirai - 4 მილიონი რუბლი, Honda FCX Clarity - 4 მილიონი რუბლი).

იწარმოება შეზღუდული გამოცემები:

• BMW Hydrogen 7 და Mazda RX-8 წყალბადი არის ორმაგი საწვავის (ბენზინი / წყალბადი) სამგზავრო მანქანები. გამოიყენება თხევადი წყალბადი.
• Audi A7 h-tron quattro არის ელექტრო წყალბადის ჰიბრიდული სამგზავრო მანქანა.
• ჰიუნდაი ტუსონი FCEV
• ფორდ E-450. ავტობუსი.
• ქალაქის ავტობუსები MAN Lion City Bus.

განიცდის:

• Ford Motor Company - Focus FCV;
• ჰონდა - Honda FCX;
• Hyundai nexo
• Nissan - X -TRAIL FCV (UTC დენის საწვავის უჯრედები);
• ტოიოტა - Toyota Highlander FCHV
• Volkswagen - სივრცე up!;
• Ჯენერალ მოტორსი;
• Daimler AG-Mercedes-Benz A-Class;
• Daimler AG - Mercedes -Benz Citaro (საწვავის უჯრედები Ballard Power Systems– დან);
• ტოიოტა - FCHV -BUS;
• Thor Industries - (UTC დენის საწვავის უჯრედები);
• Irisbus - (UTC დენის საწვავის უჯრედები);

წყალბადი უხვად არის გარემოში. იგი ინახება წყალში (H2O), ნახშირწყალბადებში (მეთანი, CH4) და სხვა ორგანულ ნივთიერებებში. წყალბადის, როგორც საწვავის პრობლემა ამ ნაერთებიდან მისი მოპოვების ეფექტურობაშია.

წყალბადის მოპოვება, წყაროდან გამომდინარე, ატმოსფეროში ათავისუფლებს ეკოლოგიურად მავნე გამონაბოლქვს. ამავდროულად, წყალბადზე მომუშავე მანქანა გამოსცემს მხოლოდ წყლის ორთქლს და თბილ ჰაერს, როგორც გამონაბოლქვი აირები, მას აქვს ნულოვანი გამონაბოლქვი.

ჰიდროგენი, როგორც ალტერნატიული საწვავი

წყალბადის, როგორც ალტერნატიული საწვავისადმი ინტერესი გამოწვეულია:

• ნულოვანი ემისიის FCEV- ში საწვავის უჯრედების გამოყენების უნარი;
• შიდა წარმოების პოტენციალი;
• მანქანების სწრაფი შევსება (3-5 წუთი);
• მოხმარებისა და ფასის თვალსაზრისით, საწვავის უჯრედები 80 პროცენტამდე უფრო ეფექტურია ვიდრე ჩვეულებრივი ბენზინი

ევროპაში წყალბადის სრული ავზის საწვავის ღირებულება 4.7 კილოგრამი ეღირება 3.369 რუბლი (კილოგრამზე 717 რუბლი). სავსე ავზზე, ტოიოტა მირაი საშუალოდ 600 კილომეტრს გადის, სულ 561 რუბლი 100 კილომეტრზე. შედარებისთვის, 95 -ე ბენზინის ფასი 101 რუბლია, ე.ი. 10 ლიტრი ბენზინი ეღირება 1,010 რუბლი ან 6,060 რუბლი 600 კილომეტრზე. ფასები 2018 წლისთვის.

წყალბადის შემავსებელი სადგურების საცალო მონაცემები, შედგენილი და გაანალიზებული განახლებადი ენერგიის ეროვნული ლაბორატორიის მიერ, აჩვენებს, რომ FCEV- ის შევსების საშუალო დრო 4 წუთზე ნაკლებია.

ელექტროძრავასთან დაკავშირებული საწვავის უჯრედი ორჯერ სამჯერ უფრო სწრაფი და ეკონომიურია, ვიდრე ბენზინზე მომუშავე შიდა წვის ძრავა. წყალბადი ასევე გამოიყენება როგორც საწვავი შიდა წვის ძრავებისთვის (BMW Hydrogen 7 და Mazda RX-8 წყალბადი). თუმცა, FCEV– სგან განსხვავებით, ეს ძრავები ასხივებენ მავნე გამონაბოლქვ აირებს, რომლებიც არ არიან ისეთი მძლავრი, როგორც წყალბადი და უფრო მიდრეკილნი არიან ცვეთისა.

1 კილოგრამ წყალბადის გაზს აქვს იგივე ენერგია, როგორც 1 გალონი (6.2 ფუნტი, 2.8 კილოგრამი) ბენზინი. იმის გამო, რომ წყალბადს აქვს დაბალი მოცულობითი ენერგიის სიმკვრივე, ის ინახება მანქანაში შეკუმშული აირის სახით. მანქანებში წყალბადი ინახება მაღალი წნევის ავზებში (საწვავის უჯრედები), რომელთაც შეუძლიათ 5000 ან 10 000 psi წყალბადის შენახვა. მაგალითად, ავტომწარმოებლების მიერ დამზადებული და გამოფენის დარბაზებში არსებული FCEV- ები აქვთ 10 000 psi ტევადობა. საცალო დისპენსერები, რომლებიც ძირითადად ბენზინგასამართ სადგურებზეა განთავსებული, ამ ავზებს 5 წუთში ავსებენ. შემუშავებულია შენახვის სხვა ტექნოლოგიები, მათ შორის წყალბადის ქიმიური კომბინაცია ლითონის ჰიდრიდთან ან დაბალი ტემპერატურის სორბციული მასალებით.

თითქმის არ არის წყალბადის მანქანების შემავსებელი სადგურები, მიჰყევით დინამიკას - 2006 წელს მსოფლიოში იყო 140 ბენზინგასამართი სადგური, ხოლო 2008 წლისთვის იყო 175. თქვენ გრძნობთ, რომ 2 წელიწადში აშენდა 35 სადგური, რომელთა 45% მდებარეობს აშშ -სა და კანადაში. 2018 წლისთვის სადგურების რაოდენობა დაახლოებით 300 -ია. ასევე არის მობილური სადგურები და სახლის სადგურები, რომელთა ზუსტი რაოდენობა უცნობია.

როგორ მუშაობს საწვავის უჯრედი

პლატინის კატალიზატორთან კონტაქტში მყოფი კათოდებისა და ანოდების მეშვეობით ჟანგბადის და წყალბადის გადატუმბვით ხდება ქიმიური რეაქცია, რის შედეგადაც ხდება წყალი და ელექტრული დენი. რამდენიმე უჯრედის (უჯრედის) ნაკრები საჭიროა ერთ უჯრედში 0,7 ვოლტ მუხტის გასაზრდელად, რაც იწვევს ძაბვის ზრდას.

ქვემოთ იხილეთ დიაგრამა, თუ როგორ მიიღება საწვავის უჯრედი.

სად უნდა დაიტვირთოს ჰიდროგენური მანქანები

წყალბადის საწვავის უჯრედების რევოლუცია არ დაიწყება მომხმარებლისთვის წყალბადის შემავსებელი სადგურების საკმარისი რაოდენობის გარეშე, შესაბამისად წყალბადის შემავსებელი სადგურების ინფრასტრუქტურის ნაკლებობა აფერხებს წყალბადის განვითარებას. ამერიკელები დიდი ხანია ხედავენ საწვავის უჯრედების მანქანებს, როგორიცაა Honda FCX Clarity მათ ქუჩებში, რომლებიც ყოველდღიურად ატარებენ ხალხს სამსახურიდან და სამსახურიდან. რატომ ჯერ კიდევ არ არის შემავსებელი სადგურები?

ჩვენ გვინდა აღვნიშნოთ, რომ სტატიაში განხილულია ამერიკული ბაზარი, რადგან რუსეთში ჯერ კიდევ არაფერია სათქმელი მანქანებისთვის წყალბადის საწვავზე, ის უბრალოდ იქ არ არის. და მიზეზი არ არის ნავთობის მაგნატების ლობისში, უბრალოდ რუსეთში ეკონომიკა არ არის იგივე, რაც AVTOVAZ– მა დაიწყოს კვლევა ამ სფეროში. იაპონია და ამერიკა, რუსეთისგან განსხვავებით, დიდი ხანია იკვლევენ საწვავის ამ ალტერნატიულ წყაროს და ბევრად წინ წავიდნენ (პირველი წყალბადის მანქანა შეერთებულ შტატებში გამოჩნდა 1959 წელს)

საშუალო ამერიკელს, იმისდა მიხედვით, თუ სად ცხოვრობს, შეიძლება ცოტა ხანი დაელოდოს წყალბადის შემავსებელი სადგურების გამოჩენამდე. ხუთი წლის წინ საზოგადოებრივი აზრი თანხმდებოდა, რომ წყალბადის მაგისტრალები მომავალს მართავდა. შეერთებულ შტატებში დაგეგმილი იყო სადგურების მშენებლობა კალიფორნიის სანაპიროზე, მეინიდან მაიამამდე.

ჰიდროგენული ბენზინგასამართი სადგურების შექმნის ტენდენცია

ჩრდილოეთ ამერიკა, კანადა

ბრიტანული კოლუმბიაში (კანადის დასავლეთი პროვინცია) 2005 წლიდან აშენდა ხუთი სადგური. კანადაში მეტი სადგური არ აშენდება, პროექტი დასრულდა 2011 წლის მარტში.

შეერთებული შტატები

არიზონა: წყალბადის საწვავის პროტოტიპი, რომელიც შეიქმნა ფენიქსში გარემოსდაცვითი უსაფრთხოების ყველა სახელმძღვანელოს დასაკმაყოფილებლად, რათა დაამტკიცოს ასეთი საწვავის სადგურების მშენებლობის შესაძლებლობა ქალაქებში.

კალიფორნია: 2013 წელს, გუბერნატორმა ბრაუნმა ხელი მოაწერა კანონს, რომელიც აცხადებს წელიწადში 20 მილიონი აშშ დოლარის დაფინანსებას 10 წლის განმავლობაში 100 სადგურისთვის. კალიფორნიის ენერგეტიკის კომისიამ გამოყო 46,6 მილიონი აშშ დოლარი 28 სადგურისთვის, რომელიც 2016 წელს დასრულდება, რაც საბოლოოდ დააახლოებს კალიფორნიის შემავსებელი ქსელის 100 სადგურის ნიშანს. 2018 წლის აგვისტოს მონაცემებით, კალიფორნიაში 35 სადგურია გახსნილი, 2020 წლისთვის მოსალოდნელია კიდევ 29 სადგური.

ჰავაიმ გახსნა პირველი წყალბადის სადგური Hikama– ში 2009 წელს. 2012 წელს Aloha Motor Company– მ გახსნა წყალბადის სადგური ჰონოლულუში.

მასაჩუსეტსი: ფრანგულმა კომპანიამ Air Liquide– მა დაასრულა წყალბადის შემავსებელი ახალი სადგურის მშენებლობა მენსფილდში 2018 წლის ოქტომბერში. წყალბადის საწვავის ერთადერთი სადგური მასაჩუსეტსში მდებარეობს ბილერიკაში (40,243 მცხოვრები), წყალბადის საწვავის უჯრედების მწარმოებელი ნუვერა საწვავის უჯრედების შტაბში.

მიჩიგანი: 2000 წელს ფორდმა და საჰაერო პროდუქტებმა გახსნეს პირველი ჩრდილოეთ ამერიკის წყალბადის ქარხანა დირიბორნში, მიჩიგანში.

ოჰაიო: 2007 წელს წყალბადის შემავსებელი სადგური გაიხსნა ოჰაიოს სახელმწიფო უნივერსიტეტის კამპუსში, საავტომობილო კვლევების ცენტრში. ერთადერთი ოჰაიოში.

ვერმონტი: წყალბადის ქარხანა აშენდა 2004 წელს ბურლინგტონში. პროექტი ნაწილობრივ დაფინანსდა შეერთებული შტატების ენერგიის დეპარტამენტის წყალბადის წყლის პროგრამის საშუალებით.

აზია

იაპონია: 2002 და 2010 წლებში, JHFC– მ დაავალა წყალბადის შემავსებელი რამდენიმე სადგური იაპონიაში წყალბადის წარმოების ტექნოლოგიების შესამოწმებლად. 2012 წლის ბოლოს, 17 წყალბადის სადგური დამონტაჟდა, 2015 წელს, 19. მთავრობა ელოდება 100 – მდე წყალბადის სადგურის შექმნას. ბიუჯეტში ამისათვის გამოყოფილია 460 მილიონი აშშ დოლარი, რაც დაფარავს ინვესტორების ხარჯების 50% -ს. 2015 წლისთვის JX Energy- მ 40 სადგური დაამონტაჟა, ხოლო 2016-2018 წლებში კიდევ 60. Toho Gas- მა და Iwatani Corp- მა 2015 წელს 20 სადგური დაამონტაჟეს. Toyota- მ და Air Liquide– მა შექმნეს ერთობლივი საწარმო წყალბადის 2 ქარხნის ასაშენებლად, რომელიც მათ 2015 წელს ააშენეს. ოსაკა გაზმა 2014-2015 წლებში ააგო 2 სადგური.

სამხრეთ კორეა: 2014 წელს სამხრეთ კორეამ გამოუშვა ერთი წყალბადის სადგური, დამატებით 10 სადგური 2020 წლისთვის.

ევროპა

2016 წლის მონაცემებით, ევროპაში არის 25-ზე მეტი სადგური, რომელსაც შეუძლია შეავსოს 4-5 მანქანა დღეში.

დანია: 2015 წელს წყალბადის ქსელში იყო 6 საჯარო სადგური. H2 Logic, NEL ASA– ს ნაწილი, აშენებს ქარხანას ჰერნინგში, წელიწადში 300 სადგურის წარმოებისთვის, რომელთაგან თითოეულს შეუძლია 200 კგ წყალბადის წარმოება დღეში და 100 კგ 3 საათში.

ფინეთი: 2016 წელს ფინეთში არის 2 + 1 (ვოიკოსკი, ვუოსაარი) საზოგადოებრივი სადგურები, რომელთაგან ერთი მობილურია. სადგური ავსებს მანქანას 5 კილოგრამ წყალბადს სამ წუთში. წყალბადის წარმოების ქარხანა მუშაობს კოკოლაში, ფინეთი.

გერმანია: 2013 წლის სექტემბრის მდგომარეობით, საზოგადოებისთვის ხელმისაწვდომია წყალბადის 15 სადგური. ამ ქარხნების უმეტესობას, მაგრამ არა ყველა, მართავს სუფთა ენერგიის პარტნიორობის (CEP) პარტნიორები. H2 Mobility– ის ინიციატივით, 2023 წელს გერმანიაში სადგურების რაოდენობა 400 სადგურამდე გაიზრდება. პროექტის ღირებულება 350 მილიონი ევროა.

ისლანდია: წყალბადის ეკონომიკისკენ მიმავალი ქვეყნის ინიციატივის ფარგლებში 2003 წელს გაიხსნა წყალბადის პირველი კომერციული ქარხანა.

იტალია: პირველი კომერციული წყალბადის სადგური გაიხსნა ბოლცანოში 2015 წლიდან.

ნიდერლანდები: ნიდერლანდებმა გახსნეს პირველი საჯარო ბენზინგასამართი სადგური 2014 წლის 3 სექტემბერს როუტერდამთან ახლოს როუში. ქარხანა იყენებს წყალბადს როტერდამიდან ბელგიის მილსადენიდან.

ნორვეგია: 2007 წლის თებერვალში გაიხსნა ნორვეგიის პირველი წყალბადის შემავსებელი სადგური, ჰინორი. Uno-X, NEL ASA– სთან პარტნიორობით, 2020 წლისთვის გეგმავს 20 – მდე სადგურის აშენებას, მათ შორის ქარხანას, რომელიც გამოიმუშავებს ადგილზე ჭარბი მზის ენერგიისგან.

გაერთიანებული სამეფო

2011 წელს სვინდონში გაიხსნა პირველი საზოგადოებრივი სადგური. 2014 წელს HyTec– მა გახსნა ლონდონის Hatton Cross სადგური. 2015 წლის 11 მარტს, წყალბადის ქსელის გაფართოების პროექტმა ლონდონში გახსნა პირველი სუპერმარკეტი, რომელიც მდებარეობს წყალბადის შემავსებელ სადგურზე სენსბერის ჰენდონში.

კალიფორნია მოწინავეა დაფინანსებისა და FCEV– ის წყალბადის საწვავის სადგურების მშენებლობისათვის. კალიფორნიას ჰქონდა 35 საცალო წყალბადის სადგური გახსნილი 2018 წლის შუა პერიოდისათვის, 22-ით კიდევ მშენებლობის ან დაგეგმვის სხვადასხვა ეტაპზე. კალიფორნია აგრძელებს ინფრასტრუქტურის მშენებლობის დაფინანსებას და ენერგეტიკის კომისიას აქვს უფლებამოსილება გამოყოს 20 მილიონი აშშ დოლარი წელიწადში 2024 წლამდე, 100 სადგურის ფუნქციონირებამდე. დაგეგმილია 12 საცალო სადგურის მშენებლობა ჩრდილო -აღმოსავლეთ შტატებისთვის. პირველი გაიხსნება 2018 წლის ბოლოსთვის. კალიფორნიის არაკომერციული სადგურები და შეერთებული შტატების დანარჩენ ნაწილებში აშენებული სადგურები ემსახურება FCEV სამგზავრო მანქანებს, ავტობუსებს და ასევე გამოიყენება კვლევისა და დემონსტრაციის მიზნებისთვის.

წყალბადის სადგურის მოვლის ხარჯები

წყალბადის სადგურებისათვის ადვილი არ არის შეცვალოს ბენზინგასამართი სადგურების უზარმაზარი ქსელი (2004 წელს, 168,000 პუნქტი ევროპასა და აშშ -ში). ბენზინგასამართი სადგურების წყალბადებით შეცვლა ერთი და ნახევარი ტრილიონი აშშ დოლარი ღირს. ამავდროულად, წყალბადის საწვავის ქსელის მოწყობის ღირებულება ევროპაში შეიძლება იყოს ხუთჯერ დაბალი, ვიდრე ელექტრო მანქანების შემავსებელი ქსელის ფასი. ერთი ელექტრო სადგურის ფასი 200,000 -დან 1,500,000 რუბლამდეა. წყალბადის სადგურის ფასი 3 მილიონი დოლარია. ამავე დროს, წყალბადის ქსელი კვლავ იაფი იქნება, ვიდრე ელექტრული მანქანების სადგურების ქსელი ანაზღაურების თვალსაზრისით. მიზეზი არის წყალბადის მანქანების სწრაფი შევსება (3 -დან 5 წუთამდე). მილიონ წყალბადის საწვავის უჯრედებზე საჭიროა ნაკლები წყალბადის სადგური, ვიდრე დამუხტვის სადგურები მილიონ ბატარეაზე მომუშავე ელექტრო მანქანებზე.

მომავალში, წყალბადით საწვავის შევსების საკითხი გადაწყდება ადამიანისთვის, მისი საცხოვრებელი ადგილის მიხედვით. ბენზინგასამართი სადგურები შეავსებენ მანქანებს წყალბადთან ერთად, რომლებიც მიეწოდება ტანკერებს მსხვილი საწვავის რეფორმატორებისგან. ამგვარი საწარმოების მარაგი არანაირად არ ჩამოუვარდება ნავთობგადამამუშავებელი ქარხნებიდან ბენზინის მიწოდებას. წინ იყურება, ადგილობრივი წყალბადის ქარხნები ისწავლიან ისარგებლონ ადგილობრივი რესურსებით და განახლებადი ენერგიის წყაროებით.

ჰიდროგენის წარმოების მეთოდები

• მეთანისა და ბუნებრივი აირის ორთქლის რეფორმირება;
• წყლის ელექტროლიზი;
• ნახშირის გაზიფიცირება;
• პიროლიზი;
• ნაწილობრივი დაჟანგვა;
• ბიოტექნოლოგია

ორთქლის მეთანის რეფორმირება

წყალბადის გამოყოფის მეთოდი მეთანის რეფორმირებით გამოიყენება წიაღისეულ საწვავებზე, როგორიცაა ბუნებრივი აირი - ის თბება და ემატება კატალიზატორი. ბუნებრივი გაზი არ არის განახლებადი ენერგიის წყარო, მაგრამ ჯერჯერობით ის არსებობს და ამოღებულია დედამიწის ნაწლავებიდან. ენერგეტიკის დეპარტამენტი ირწმუნება, რომ რეფორმირებული წყალბადის მანქანების გამონაბოლქვი ბენზინის მანქანების ნახევარია. რეფორმირებული წყალბადის წარმოება უკვე სრულად დაიწყო და ამ გზით წყალბადის წარმოება უფრო იაფია, ვიდრე სხვა წყაროებიდან წყალბადი.

ბიომასის გაზიფიცირება

წყალბადი ასევე ამოღებულია ბიომასისგან - სასოფლო -სამეურნეო ნარჩენები, ცხოველთა ნარჩენები და კანალიზაცია. პროცესის გამოყენებით, რომელსაც ეწოდება გაზიფიკაცია, ბიომასა მოთავსებულია ტემპერატურის, ორთქლისა და ჟანგბადის გავლენის ქვეშ, წარმოქმნის გაზს, რომელიც შემდგომი დამუშავების შემდეგ წარმოქმნის სუფთა წყალბადს. ”არსებობს მთელი ნაგავსაყრელი სასოფლო -სამეურნეო ნარჩენების შეგროვებისათვის - წყალბადის მზა წყაროები, რომელთა პოტენციალი სათანადოდ არ არის შეფასებული და გაფუჭებული,” ჩივის წყალბადის ენერგიისა და საწვავის უჯრედების შემსწავლელი ასოციაციის პოლიტიკის დირექტორი ჯეიმს უორნერი.

ელექტროლიზი

ელექტროლიზი არის წყალბადის გამოყოფის პროცესი ელექტრული დენის გამოყენებით. ეს მეთოდი უფრო მარტივად ჟღერს, ვიდრე წიაღისეული საწვავი და ცხოველური ნარჩენები, მაგრამ მას აქვს ნაკლოვანებები. ელექტროლიზი კონკურენტუნარიანია იმ ადგილებში, სადაც ელექტროენერგია იაფია (რუსეთში ეს შეიძლება იყოს ირკუტსკის რეგიონი - 8 ელექტროსადგური რეგიონში, 1 რუბლი 6 კაპიკი კილოვატ საათში).

ჰონდას მზის წყალბადის მცენარეები იყენებენ მზის ენერგიას და ელექტროლიზატორს H2O- ში "H" - დან "O" - ს გამოსაყოფად. გამოყოფის შემდეგ წყალბადი ინახება ავზში 34,47 მპა ზეწოლის ქვეშ (მეგაპასკალი). მხოლოდ მზის ენერგიის გამოყენებით, ქარხანა გამოიმუშავებს 5,700 ლიტრ წყალბადს წელიწადში (ეს საწვავი საკმარისია ერთი მანქანისთვის, საშუალო წლიური გარბენით). როდესაც ელექტრო ქსელთან არის დაკავშირებული, სადგური აწარმოებს 26 ათას ლიტრამდე წელიწადში.

”მას შემდეგ რაც წყალბადს აქვს ნიშა საწვავის ბაზარზე და მას შემდეგ რაც მოთხოვნა იქნება, გაირკვევა წყალბადის მოპოვების რომელი მეთოდია მომგებიანი,” - ამბობს ჯეიმს უორნერი, წყალბადის ენერგიისა და საწვავის უჯრედების კვლევითი ასოციაციის პოლიტიკის დირექტორი. ”წყალბადის წარმოების ზოგიერთი გზა მოითხოვს ახალ კანონებს მისი წარმოების რეგულირებისთვის. თუ წყალბადს მუდმივი მოთხოვნა აქვს, ნახავთ როგორ დაიწყება სასოფლო -სამეურნეო ნარჩენებისა და წყლის ელექტროლიზის გამოყენების წესების რეგულირება.

შეერთებულ შტატებში ყოველწლიურად ამოღებული წყალბადი გამოიყენება ნავთობის გადამუშავების, ლითონის დამუშავების, სასუქების წარმოებისა და საკვების გადამუშავებისთვის.

ჰიდროგენური მანქანების ტექნოლოგიების შემცირება და მათი განვითარება

წყალბადის მანქანის მწარმოებლების კიდევ ერთი დაბრკოლება არის წყალბადის ტექნოლოგიის ღირებულება. მაგალითად, ავტომობილების საწვავის უჯრედების ნაკრები აქამდე ეყრდნობოდა პლატინას, როგორც კატალიზატორს. თუ თქვენ უნდა შეიძინოთ პლატინის ბეჭედი თქვენს საყვარელ ადამიანს, თქვენ იცით ლითონის მაღალი ფასი.

ლოს ალამოსის ეროვნული ლაბორატორიის მეცნიერებმა დაამტკიცეს, რომ ამ ძვირადღირებული ლითონის შეცვლა უფრო გავრცელებული ლითონებით - რკინით ან კობალტით, როგორც კატალიზატორი შესაძლებელია. Case Western Reserve University– ის მეცნიერებმა შეიმუშავეს ნახშირბადის ნანო მილის კატალიზატორი, რომელიც 650 -ჯერ იაფია პლატინაზე. პლატინის, როგორც საწვავის უჯრედებში კატალიზატორის ჩანაცვლება, მნიშვნელოვნად შეამცირებს წყალბადის საწვავის უჯრედების ტექნოლოგიის ღირებულებას.

წყალბადის საწვავის უჯრედის გასაუმჯობესებლად კვლევა ამით არ მთავრდება. მერსედესი ავითარებს ტექნოლოგიას წყალბადის შეკუმშვისთვის 68,95 მპა წნევაზე (მეგაპასკალზე), რათა მეტი საწვავი გადაიტანოს მანქანაზე, მოწინავე ენერგიის დამატებით შესანახად. "თუ ყველაფერი კარგად იქნება, წყალბადის მანქანებს ექნებათ მანძილი 1000 კმ -ზე მეტი." თქვა დოქტორმა ჰერბერტ კოლერმა, Daimler AG– ის ვიცე -პრეზიდენტმა.

აშშ -ს ენერგეტიკის დეპარტამენტი აცხადებს, რომ საწვავის უჯრედების მანქანების შეკრების ღირებულება შემცირდა 30 პროცენტით ბოლო სამი წლის განმავლობაში და 80 პროცენტი გასული ათწლეულის განმავლობაში. საწვავის უჯრედებმა გაორმაგეს მათი სიცოცხლის ხანგრძლივობა, მაგრამ ეს საკმარისი არ არის. ელექტრო მანქანებთან კონკურენციისთვის, საწვავის უჯრედების სიცოცხლის ხანგრძლივობა უნდა გაორმაგდეს. დღევანდელი წყალბადის საწვავის უჯრედების მანქანები გადის დაახლოებით 2,500 საათს (ან დაახლოებით 120,000 კმ), მაგრამ ეს არ არის საკმარისი. ”სხვა ტექნოლოგიებთან კონკურენციისთვის, თქვენ უნდა მიაღწიოთ მინიმუმ 5000 საათს”, - ამბობს მინისტრის საწვავის უჯრედის პროგრამის აკადემიური საბჭოს ერთი წევრი.

წყალბადის საწვავის უჯრედების ტექნოლოგიების განვითარება შეამცირებს მანქანის წარმოების ღირებულებას მექანიზმებისა და სისტემების გამარტივებით, მაგრამ მწარმოებლები ისარგებლებენ მხოლოდ სერიული წარმოებით. წყალბადის მანქანების მასობრივი წარმოების გზაზე დაბრკოლება არის ის ფაქტი, რომ წყალბადის საწვავის უჯრედებით მანქანების სათადარიგო ნაწილების საბითუმო მიწოდება არ ხდება. მაშინაც კი, FCX Clarity, რომელიც უკვე სერიაშია, არ არის უზრუნველყოფილი დამატებითი სათადარიგო ნაწილებით საბითუმო ფასებით (მათ უბრალოდ არ გამოიყენეს ძებნა). ავტომწარმოებლები პრობლემას საკუთარი გზით წყვეტენ და წყალბადის საწვავის უჯრედებს ათავსებენ ძვირადღირებულ მოდელებში. ძვირადღირებული მანქანები იწარმოება უფრო მცირე რაოდენობით, ვიდრე ბიუჯეტის მანქანები, რაც იმას ნიშნავს, რომ მათთვის სათადარიგო ნაწილების მიწოდებასთან დაკავშირებით არანაირი პრობლემა არ არსებობს. ”ჩვენ ვდებთ წყალბადის ტექნოლოგიას ძვირადღირებულ მანქანებში და ვაკვირდებით როგორ მუშაობს იგი პრაქტიკაში. მიუხედავად იმისა, რომ ბაზარი იზიდავს წყალბადის მანქანებს, ისევე როგორც ჰიბრიდულ ტექნოლოგიას ათი წლის წინ, ავტომწარმოებლები აძლიერებენ წყალბადის მოდელებს ჯაჭვში ბიუჯეტის მანქანებზე, ” - ამბობს სტივ ელისი, Honda– ს საწვავის უჯრედების მანქანების გაყიდვების მენეჯერი.

საწვავის უჯრედები ჰიდროგენური საწვავით საველე პირობებში

2008 წლიდან დაწყებული, ჰონდამ დაიწყო შეზღუდული იჯარის პროგრამა 200 FCX Clarity სედანისთვის, რომლებიც იკვებება წყალბადის საწვავის უჯრედებით. შედეგად, მხოლოდ 24 კლიენტმა სამხრეთ კალიფორნიაში, აშშ -ში გადაიხადა ყოველთვიური გადასახადი $ 600 სამი წლის განმავლობაში. 2011 წელს იჯარის ვადა ამოიწურა და ჰონდამ განაახლა ეს კლიენტები და დაამატა ახალი კვლევის კამპანიას. აი რა ისწავლა კომპანიამ კვლევის დროს:

1. FCX Clarity– ის მძღოლებმა შეძლეს მოკლე დისტანციებზე ნავიგაცია ლოს ანჯელესში და მის გარშემო უპრობლემოდ (Honda აცხადებს, რომ FCX– ის დიაპაზონი 435 კმ – ია).
2. აუცილებელი ინფრასტრუქტურის არარსებობა არის ძირითადი დისკომფორტი დამქირავებლებისთვის, რომლებიც ცხოვრობენ კალიფორნიაში წყალბადის ბენზინგასამართი სადგურებისგან შორს. სადგურების უმეტესობა მდებარეობს ლოს-ანჯელესთან ახლოს, აკავშირებს მანქანებს 240 კილომეტრიან ზონაში.
3. საშუალოდ, მძღოლებმა გაიარეს 19.5 ათასი კმ წელიწადში. ერთ -ერთმა პირველმა მოიჯარემ ახლახანს გადალახა 60 ათასი კილომეტრის ზღვარი.
4. გამყიდველები, რომლებიც იჯარით იღებენ FCX Clarity მანქანებს გადიან სპეციალურ ტრენინგს თემაზე "როგორ მოვამზადოთ მომხმარებლები წყალბადის მანქანის გამოყენებით". "გამყიდველებს სვამენ კითხვებს, რომლებიც აქამდე არ მოუსმენიათ", - ამბობს Honda საწვავის უჯრედების მანქანების გაყიდვებისა და მარკეტინგის მენეჯერი სტივ ელისი.

მიიღებს თუ არა ჰიდროგენის პროგრამა მთავრობის მხარდაჭერას?

ავტომობილების მწარმოებლები და საწვავის ჯაჭვის მშენებლები თანხმდებიან, რომ მთავრობის ჩარევის გარეშე მოკლევადიანი ხარჯების შემცირება შეუძლებელია. თუმცა შეერთებულ შტატებში ეს ნაკლებად სავარაუდოა, თუ გავითვალისწინებთ ყველა აღწერილ ფულადი ინფუზიას შტატებისა და სამინისტროების ადგილობრივი ადმინისტრაციისგან.

ენერგეტიკის მდივან სტივენ ჩუსთან ერთად, ობამას ადმინისტრაცია არაერთხელ ცდილობდა წყალბადის საწვავის უჯრედების პროგრამის დაფინანსების შემცირებას, მაგრამ ჯერჯერობით ყველა ეს შემცირება გაუქმებულია კონგრესის მიერ.

ბატარეის ტექნოლოგიაზე აქცენტი წყალბადის დამცველებისათვის შორსმჭვრეტელი ჩანს. ”ეს არის დამატებითი ტექნოლოგიები”, - ამბობს სტივ ელისი, Honda– ს წარმომადგენელი. მაგალითად, FCX– ისთვის შემუშავებული ტექნოლოგია ვრცელდება Fit ელექტრო მანქანაზე. "ჩვენ გვჯერა, რომ წყალბადის საწვავის უჯრედები ელექტრო მანქანებთან ერთად გადააჭარბებს ენერგიის ყველა ალტერნატიულ წყაროს ამ ათწლეულის სათავეში."

ისინი, ვინც ჯიბიდან იხდიან ახალი სადგურების მშენებლობას, ასევე უკმაყოფილონი არიან. ისინი ამბობენ, რომ ისინი უარს არ იტყვიან მთავრობის დახმარებაზე, სანამ წყალბადის საწვავზე მოთხოვნა არ გაიზრდება და განახლებადი ენერგიის წყაროების ღირებულება არ შემცირდება.

ტომ სალივანს ენერგეტიკული დამოუკიდებლობის იმდენად მტკიცედ სწამს, რომ სუპერმარკეტების ქსელიდან შემოსული თანხა ჩაუყარა SunHydro– ს კომპანიას, რომელიც მზის ენერგიაზე მომუშავე წყალბადის სადგურებს აშენებს. ტომს მიაჩნია, რომ საგადასახადო მიზნობრივმა შემცირებამ შეიძლება ხელი შეუწყოს მეწარმეებს ინვესტიცია განახორციელონ მზის ენერგიაზე მომუშავე წყალბადის ქარხნებში. ”ადამიანებს უნდა ჰქონდეთ სტიმული, რომ ინვესტიცია განახორციელონ ასეთ ბიზნესში,” - ამბობს ტომ. "ფხიზელი ადამიანები ალბათ არ ჩადებენ ინვესტიციებს წყალბადის შემავსებელი სადგურების მშენებლობაში."

ჰონდას სტივ ელისისთვის კითხვა არის როგორც პრაქტიკული, ასევე პოლიტიკური. "წყალბადის საწვავის ტექნოლოგია ეხმარება საზოგადოებას დაზოგოს საწვავი და გარემო," ამბობს სტივი.

საწვავის ალტერნატიული წყაროების მინუსი, რომლებიც უკვე გამოიყენება მანქანებში, როგორიცაა მცენარეული ზეთი (უფრო მეტი აქ) ან ბუნებრივი აირი, არის ის, რომ ისინი არ განახლებადია, წყალბადის საწვავისგან განსხვავებით.

სულ

წყალბადის საწვავის უარყოფითი მხარეები:

• წყალბადის წარმოება ჯერ არ არის სრულყოფილი და აბინძურებს გარემოს;
• წყალბადის შემავსებელი სადგურების ქსელის შექმნა ძვირია (ერთი და ნახევარი ტრილიონი აშშ დოლარი);
• მანქანის მფლობელები ბენზინგასამართ სადგურებზე არიან მიბმული (თქვენ ხართ კალიფორნიის შტატის მძევლები, თქვენ შორს არ წახვალთ).

დადებითი წყალბადის საწვავი:

• წყალბადის მანქანებს აქვთ ნულოვანი გამონაბოლქვი, ჩვენ ვიზოგავთ ბუნებას;
• სწრაფი შევსება (3 -დან 5 წუთამდე);
• ეკონომიკურად, წყალბადი აჭარბებს ბენზინის მანქანებს საწვავის მოხმარების თვალსაზრისით (600 კმ 3,369 რუბლად წყალბადისთვის 6,060 რუბლისთვის ბენზინზე მოგზაურობისთვის).

ახლა კი დროა სამეცნიერო ვიდეოსთვის!

სად შეგიძლიათ მიიღოთ წყალბადი, უკვე დიდი ხანია ცნობილია, რამდენიმე საუკუნის წინ. წყალბადის წარმოების მეთოდი საკმარისად დეტალურად იყო აღწერილი პუბლიკაციაში:
ო.დ. ხვოლსონი, ფიზიკის კურსი, ბერლინი, 1923, ტ. 3 და.

გამოდის, რომ ფიზიკის ნებისმიერი კანონის დარღვევის გარეშე შეგიძლიათ ააწყოთ მანქანა, რომელიც გამოიმუშავებს სითბოს წყალბადის წვის ენერგიასა და წყლის ელექტროლიზის პროცესში მის მოპოვებაზე დახარჯულ ენერგიას შორის დადებითი განსხვავების გამო.

კერძოდ, 2 გრ წყალბადი, როდესაც იწვება, გამოყოფს 67,54 დიდ კალორიულ სითბოს, ხოლო გოგირდმჟავას ხსნარის ელექტროლიზის დროს, 0.1 ვოლტის ძაბვისას, 5 დიდი კალორიაზე ნაკლები სითბო დაიხარჯება იმავე რაოდენობის მისაღებად. წყალბადი დასკვნა ისაა, რომ ელექტროლიზი არ მოიხმარს წყლის მოლეკულის ჟანგბადსა და წყალბადში გამოყოფის ენერგიას. ეს სამუშაო ჩვენი მოლეკულური ძალების მონაწილეობის გარეშე ხორციელდება გოგირდმჟავას იონებით წყლის დაშლის დროს. ჩვენ ვხარჯავთ ენერგიას მხოლოდ არსებული წყალბადის იონების მუხტების გასანეიტრალებლად და SO– ს დანარჩენზე- გამოთავისუფლებული წყალბადის რაოდენობა არ არის დამოკიდებული ენერგიაზე, არამედ მხოლოდ ელექტროენერგიის რაოდენობაზე, რაც უდრის ამჟამინდელ სიმტკიცეს და დროს მისი გავლა

როდესაც წყალბადი იწვის, ზუსტად ის ენერგია გამოიყოფა, რაც უნდა გაკეთდეს იმისათვის, რომ წყალბადის მოლეკულა ჰაერში ჟანგბადიდან ამოიშალოს. და ეს არის 67.54 დიდი კალორია. შედეგად მიღებული ზედმეტი ენერგია შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა გზით.

წყალბადის მიღება შეგიძლიათ უშუალოდ ბენზინგასამართ სადგურებზე და მანქანებით შეავსოთ იგი.

სახლში, ქსელიდან ერთი კილოვატ საათის ენერგიის აღებით, ჩვენ შეგვიძლია მივიღოთ 10 კვტ / სთ სითბოს ენერგია საყოფაცხოვრებო საჭიროებისთვის. ეს არის ერთგვარი ენერგიის გამაძლიერებელი. არ იქნება საჭირო გაზის მილები, გათბობის ქსელები და ქვაბები. ენერგია პირდაპირ ბინაში მომზადდება წყლისგან და ისევ მხოლოდ წყალი იქნება ნარჩენები.

მსხვილ სამრეწველო დანადგარებში, თუნდაც 33% ეფექტურობით, როგორც დღეს ბირთვულ ელექტროსადგურებში, წყალბადის წვისას, ჩვენ მივიღებთ ელექტრო ენერგიას რამდენჯერმე იმაზე მეტს, ვიდრე დაიხარჯა ამ წყალბადის მოპოვებაზე.

წყალბადის გამოყენება როგორც საწვავი მანქანებისთვის მიმზიდველია მისი რამდენიმე განსაკუთრებული უპირატესობის გამო:

• როდესაც წყალბადის ძრავა ძრავაში, თითქმის მხოლოდ წყალი წარმოიქმნება, რაც წყალბადის საწვავის ძრავას ყველაზე ეკოლოგიურად აქცევს;
• წყალბადის მაღალი ენერგეტიკული თვისებები (1 კგ წყალბადი ექვივალენტია თითქმის 4.5 კგ ბენზინზე);
• შეუზღუდავი ნედლეულის ბაზა წყლისგან წყალბადის წარმოებისთვის.

წყალბადი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც საწვავი მანქანებისთვის სხვადასხვა გზით:

• მხოლოდ წყალბადის გამოყენება შესაძლებელია;
• წყალბადი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჩვეულებრივ საწვავთან ერთად;
• წყალბადი შეიძლება გამოყენებულ იქნას საწვავის უჯრედებში.

რა თქმა უნდა, არსებობს გარკვეული ტექნიკური სირთულეები, რომელთა მოგვარებაც საჭიროა. დაახლოებით 30 წლის წინ, აკადემიკოსმა A.P. ალექსანდროვმა ჩაატარა სემინარი წყალბადის ენერგიაზე. მან უკვე განიხილა ტექნიკური პროექტები. ითვლებოდა, რომ ატომური ენერგია გამოყენებული იქნება წყალბადის წარმოებისთვის და ის უკვე გამოყენებული იქნება როგორც საწვავი. მაგრამ აშკარა იყო, რომ ისინი მალე მიხვდნენ, რომ ბირთვული ენერგია აქ საერთოდ არ იყო საჭირო. შემდეგ წყალბადის ყველა პროექტი დაიკარგა, რადგან მათ სჭირდებოდათ არა წყალბადის საწვავი, არამედ პლუტონიუმი.

მწერალი ლ. ულიცკაია, გენეტიკოსი განათლებით, წერდა ობშჩაია გაზეტაში 2002 წლის 16-22 მაისს. ”რომანტიკული პერიოდი მეცნიერების ისტორიაში დასრულდა. მე აბსოლუტურად დარწმუნებული ვარ, რომ ელექტროენერგიის იაფი წყაროები დიდი ხანია შემუშავებულია და ეს მოვლენები ნავთობის მეფეების სეიფებშია. დარწმუნებული ვარ, რომ დღეს მეცნიერება მუშაობს ისე, რომ მათ არ შეუძლიათ ამის გაკეთება. მაგრამ სანამ ნავთობის ბოლო წვეთს არ დაწვა, ასეთი მოვლენები სეიფიდან არ გამოვა, მათ არ სჭირდებათ ფულის, მშვიდობის, ძალაუფლების, გავლენის გადანაწილება. ”

აქამდე, ბირთვული ენერგიის განვითარების მომხრეები აყენებენ გვირგვინის კითხვას: სად არის ატომის ალტერნატივა? სასტიკი წინააღმდეგობა უნდა იყოს მოსალოდნელი არა მხოლოდ ბირთვული ენერგიის მხარდამჭერებისგან, არამედ მთელი საწვავისა და ენერგიის კომპლექსისგან. ისინი არ დაიშურებენ ძალისხმევას და ფულს წყალბადის საწვავის პრობლემის დასამარებლად მის ენთუზიასტებთან ერთად.

წყალბადის 90% -ზე მეტი მიიღება ნავთობის გადამუშავებასა და პეტროქიმიურ პროცესებში. ასევე, წყალბადი წარმოიქმნება, როდესაც ბუნებრივი აირი გარდაიქმნება სინთეზის გაზად. წყლის ელექტროლიზის წყალბადის მოპოვების პროცესი უკიდურესად ძვირია; ენერგიის მოხმარების თვალსაზრისით, ის პრაქტიკულად უტოლდება ძრავაში წყალბადის წვის დროს მიღებული ენერგიის რაოდენობას.

დღესდღეობით, თითქმის ყველა გამომუშავებული წყალბადი გამოიყენება ნავთობის სხვადასხვა გადამამუშავებელ და პეტროქიმიურ პროცესებში.

ჰაერით წყალბადი სტაბილურად ანათებს კონცენტრაციების ფართო სპექტრში, რაც უზრუნველყოფს ძრავის სტაბილურ მუშაობას ყველა სიჩქარის რეჟიმში.

გამონაბოლქვ აირებში პრაქტიკულად არ არის ნახშირბადის ოქსიდები (CO და CO2) და დაუწვავი ნახშირწყალბადები (CH), მაგრამ აზოტის ოქსიდების ემისია ორჯერ მეტია ბენზინის ძრავის აზოტის ოქსიდების ემისიაზე.

წყალბადის მაღალი რეაქტიულობის გამო, შესაძლებელია ცეცხლის გარღვევა შესასვლელ კოლექტორში და ნარევის ნაადრევი ანთება. ამ ფენომენის აღმოფხვრის ყველა ვარიანტიდან ყველაზე ოპტიმალურია წყალბადის ინექცია უშუალოდ წვის პალატაში.

წყალბადის, როგორც საავტომობილო საწვავის გამოყენების პრობლემა არის მისი შენახვა მანქანაში.

შეკუმშული წყალბადის შენახვის სისტემა ამცირებს ავზის მოცულობას, მაგრამ არა მის მასას კედლის გაზრდილი სისქის გამო. თხევადი წყალბადის შენახვა რთულია მისი დაბალი დუღილის წერტილის გათვალისწინებით. თხევადი წყალბადი ინახება ორმაგი კედლის კონტეინერებში.

როდესაც წყალბადი ინახება ლითონის ჰიდრიდების სახით, წყალბადი ქიმიურად არის შეკრული მდგომარეობაში. თუ მაგნიუმის ჰიდრიდი გამოიყენება როგორც ლითონის ჰიდრიდი, წყალბადსა და გადამზიდავ ლითონს შორის თანაფარდობაა დაახლოებით 168 კგ მაგნიუმი და 13 კგ წყალბადი.

წყალბადის და ჰაერის ნარევების ავტომატური ანთების მაღალი ტემპერატურა ართულებს დიზელის ძრავებში წყალბადის გამოყენებას. მდგრადი ანთება შეიძლება განხორციელდეს სანთლიდან იძულებითი ანთებით.

წყალბადის გამოყენების სირთულეებმა და მისმა მაღალმა ფასმა განაპირობა ბენზინ-წყალბადის კომბინირებული საწვავის განვითარება. ბენზინ -წყალბადის ნარევების გამოყენება საშუალებას იძლევა შეამციროს ბენზინის მოხმარება 50% -ით 90 - 120 კმ / სთ სიჩქარით და 28% -ით ქალაქში მოძრაობისას.

კომენტარები:

მე ვარ კომბინირებული საწვავის ბენზინი-წყალბადის

და მე მომხრე ვარ მობილური წყალბადის რეაქტორის გამოყენების, როგორც ზემოთ აღწერილია. და არ არის საჭირო მხარეები და ის უსაფრთხოა. უსაფრთხოების მიზნით, როგორც უკვე ცნობილია, შეგიძლიათ გამოიყენოთ წყლის ბეჭედი.

ვერავინ შეძლებს წყალბადის დაწყებას საწვავად სანამ ნავთობია .... როგორ შეგიძლიათ მიიღოთ ან ნახოთ ნახატები ღუმელის გათბობის ინსტალაციისთვის ……….

სტატიის დასაწყისში ნათქვამია გოგირდმჟავაზე, შემდეგ წყალი შემთხვევით არის ნახსენები. მაშ რა სითხესთან გვაქვს საქმე და მასთან დაკავშირებულ გარემოს ბუნდოვანებებს?
მე არ ვარ ქიმიკოსი, გევედრები, რომ რამე გამოგრჩეს არ დაარტყა.

თუ იყენებთ გარკვეული საშუალო კონცენტრაციის გოგირდმჟავას, მაშინ ელექტროლიზით მისგან წყალბადის მოპოვების შემდეგ აუცილებელია როგორმე შევინარჩუნოთ მჟავის კონცენტრაცია. თქვენ შეგიძლიათ უბრალოდ დაამატოთ წყალი და მიჰყევით ჰიდრომეტრს, მაგრამ წყალმომარაგების სისტემიდან წყალი შორს არის დისტილაციისაგან და გოგირდის ოქსიდი -6-ის აორთქლება უპრეცედენტო სისტემაში ასევე სავარაუდოდ მოხდება, ბოლოს და ბოლოს, გაზი. წყალბადის დაწვა ჟანგბადში პარალელურად, გამკაცრების უზრუნველსაყოფად, საჭიროა მცირე ნაწილებში, მაგრამ ესეც აფეთქების საწინააღმდეგოა. იდეა კარგია, თქვენ უნდა სცადოთ - ბატარეის ელექტროლიტი ხელმისაწვდომია, ისევე როგორც ელექტრო ქსელი.

მეორე მსოფლიო ომში, ლენინგრადის დერიჯაბზე წყალბადი გამოიყენეს, მოგვიანებით კი მათ გამოიყენეს მანქანების ძრავები ნიჟარებით.

დაივიწყეთ, ეს ყველაფერი თეორიაა, ფაქტობრივად, ყველაფერი სწორია, მხოლოდ აქ წყალბადი არის 3 -ჯერ ნაკლები კალორიული, ვთქვათ ბუნებრივი აირი, და ასეთი ძრავის ეფექტურობა 3 -ჯერ დაბალია, ვიდრე, ვთქვათ, ბუნებრივ გაზზე, ანუ ის დაიძაბება უსაქმოდ, მაგრამ არ იმოძრავებს. დაივიწყე წყალბადის თვითსაკმარისი საწვავის გამოყენება, ეს არის უტოპია, მაგრამ საწვავის მოლეკულური გაძლიერება არის ბენზინი, გაზი, დიზელი შიდა წვის ძრავებში და გაზის ტურბინის დანადგარებში, ეს არის პერსპექტიული ეკონომიკურად გამართლებულია, ვინაიდან ძრავების ეფექტურობა იზრდება 2-3-ჯერ, საწვავის მოხმარების შემცირებით 38-50%-ით, ვთქვათ 100 კმ რეალურია. ყველა ეს გაუგებრობა ბრაუნის გაზზე, მაიერსა და სხვაზე არაფერია ისე ფიზიკის კანონები, ხოლო სიმამრი მუშაობს, არარეალურია გაზის ელექტროლიზით მოპოვება და არ არის რეალური ნმ-ზე გადასვლა, ვინაიდან მანქანის ქსელში ბორბალი არ არის საკმარისი; ტიპიური მანქანის გენერატორი აწარმოებს მაქსიმალურ დენს 7.5A, ელექტროლიზერის სტაბილური მუშაობისთვის, საჭირო დენის სიძლიერე მინიმუმ 2 -ჯერ მეტია, რაც იმას ნიშნავს, რომ ჩვენ საკმაოდ სწრაფად დავთესავთ აკამულატორს და ასევე დავწვით მინიმალური სარელეო ავტომატური რეგულატორი. ყველა ნაოსნობს. მაგრამ ჯერ კიდევ არსებობს გამოსავალი, რადგან წყალბადის ოქტანური რიცხვი არის 1000, შესაბამისად, აუცილებელია ძრავის ძალიან მცირე რაოდენობის მიწოდება, ანუ ელექტროლიზატორში დენის მოყვანა 3-4 ამპერამდე და ამზადებს ბენზინს ან საწვავს ნარევი უშუალოდ წვის პალატაში ინექციის წინ, გამდიდრების შედეგად მიღებული აფეთქების გაზით .როგორც პრაქტიკა აჩვენა საგნების მანქანებზე Skoda Octavia, BMW-520., Opel Ascona და სხვები დაახლოებით 5-7 წლის განმავლობაში, დანაზოგი იყო 50 %, ძრავის საწვავის ტიპზეა დამოკიდებული, ძრავის რესურსი გაიზარდა 2 -ჯერ, ძრავის სიმძლავრე გაიზარდა მინიმუმ 50 %-ით, ბრუნვის მომენტიც შესაბამისად გაიზარდა. საინტერესო ფენომენი შეინიშნება საწვავის მოხმარება თითქმის იგივეა, რაც ქალაქში და ქალაქში საგარეუბნო ციკლი. მანქანა გახდება მაღალი მოაზროვნე და ძალიან მოხერხებული, სიჩქარე Skoda Octavia ძრავით 1.6 ლიტრიანი მოცულობით აჩქარებს ასი კილომეტრს 12 წამში, მოლეკულური გამაძლიერებელი 7 წამში .. ოქტავიას საკრუიზო მაქსიმალური სიჩქარე იყო 195 კმ საათში ქარხნის პარამეტრებში 120-1 30 გორაკიდან, ბენზინის ძრავებზე, რომლებიც გარდაცვლილია დიდი გარბენით, აღმოჩნდა, რომ ნარევის სანთლები მარადიული ხდება, 250 ათასი გარბენით გამოცვლის გარეშე გავიდა ...

H- იძლევა ~ 75% მეტს J ვიდრე ბენზინი და ~ 50% მეტს ვიდრე მეთანი (შეიძლება ვცდები).
მაინტერესებს რა წნევას ქმნის H ცილინდრში?

HHO .პრომ.უა
ისინი აგროვებენ ელექტრო.ლიზერებს გასაყიდად

წყალბადის მანქანა უკვე სამსახურშია. მსოფლიოში 100 ათასზე მეტი მანქანა მუშაობს წყალბადზე.

მაინტერესებს ვინ არის ამ შედევრის ავტორი? პირველი, ის წერს: "სახლში, ქსელიდან ერთი კილოვატ საათის ენერგიის აღებით, ჩვენ შეგვიძლია მივიღოთ 10 კვტ / სთ სითბოს ენერგია საყოფაცხოვრებო საჭიროებისთვის". უბრალოდ და გემოვნებით, ავტორი გვთავაზობს ჩვეულებრივ მუდმივ მოძრაობის მანქანას. ცოტა ქვემოთ: "წყლის ელექტროლიზის წყალბადის მოპოვების პროცესი ძალიან ძვირია, ენერგიის მოხმარების თვალსაზრისით ის პრაქტიკულად უდრის ძრავაში წყალბადის წვის შედეგად მიღებული ენერგიის რაოდენობას." როგორც ჩანს, ავტორმა იგი სხვადასხვა ხელით დაწერა, მაგრამ მარჯვენა ხელმა არ იცის რას წერს მარცხენა ხელი და პირიქით ...

იური.
ავტორი გულისხმობდა იმას, რომ ძალაუფლებისა და ქონების მქონე ადამიანებისთვის წყალბადის გამომუშავება ყველაზე მომგებიანია სხვა ნივთიერებებთან სინთეზირებისას. მაგრამ ისევ და ისევ, ეს არის ტექნოლოგიური ღონისძიებების მთელი ჯაჭვი, რომ აღარაფერი ვთქვათ ძვირადღირებულ აღჭურვილობაზე. ბევრი გზა არსებობს, მაგრამ მომგებიანობა უნდა იქნას გათვალისწინებული. მე მჯერა, რომ ელექტროლიზი არის ყველაზე ეფექტური, რადგან ქარის ენერგია ძალიან იაფია. და გაზის წარმოების ყველა სხვა მეთოდი. ობ-წყალბადი შეიძლება არ იყოს მომგებიანი აღჭურვილობისა და კომპლექსის ცვეთის გამო. ტექნოლოგი. პროცესები ..

ჩვენ ვცხოვრობთ 21 -ე საუკუნეში, კაცობრიობა ვითარდება, აშენებს ქარხნებს, ატარებს აქტიურ ცხოვრების წესს. თუმცა, სრული განვითარებისა და არსებობისთვის, ჩვენ გვჭირდება ენერგია! ახლა ეს ენერგია ნავთობია. იგი გამოიყენება ყველა ინდუსტრიის საწვავის დასამზადებლად. ჩვენ მას ვიყენებთ ფაქტიურად ყველგან: პატარა მანქანებიდან დაწყებული უზარმაზარი ქარხნებით.

თუმცა, ნავთობი არ არის უსასრულო რესურსი; ყოველწლიურად ჩვენ მივდივართ მისი სრული განადგურებისკენ. მეცნიერები ამბობენ, რომ ჩვენ ვართ იმ ეტაპზე, როდესაც უნდა ვეძებოთ ბენზინის ეფექტური შემცვლელი, რადგან მისი ფასი უკვე ძალიან მაღალია და ყოველწლიურად ნაკლები ზეთი იქნება, ფასები კი უფრო მაღალი და მალე, როდესაც ნავთობი იწურება (და კაცობრიობის არსებული ცხოვრების წესით, ეს მოხდება 60 წელიწადში), ჩვენი განვითარება და სრულფასოვანი არსებობა უბრალოდ დასრულდება.

ყველას ესმის, რომ საჭიროა ალტერნატიული საწვავის ძებნა. მაგრამ რა არის ყველაზე ეფექტური შემცვლელი? პასუხი მარტივია: წყალბადი! ეს არის ის, რაც შეცვლის ნაცნობ ბენზინს.

ვინ გამოიგონა წყალბადის ძრავა?

მრავალი მაღალი ტექნოლოგიის მსგავსად, ეს იდეა ჩვენამდე მოვიდა დასავლეთიდან. პირველი წყალბადის ძრავა შეიქმნა და შექმნა ამერიკელმა ინჟინერმა და მეცნიერმა ბრაუნმა. პირველი კომპანია, რომელმაც გამოიყენა ეს ძრავა იყო იაპონური Honda. მაგრამ ამ საავტომობილო კომპანიას დიდი ძალისხმევა მოუწია, რათა "მომავლის მანქანა" გაცოცხლებულიყო. მანქანის შექმნის დროს, კომპანიის ყველა საუკეთესო ინჟინერი და გონება რამდენიმე წლის განმავლობაში იყო ჩართული! მათ ყველამ უნდა შეაჩეროს ზოგიერთი მანქანის წარმოება. და რაც მთავარია, მათ უარი თქვეს ფორმულა 1 -ში მონაწილეობაზე, რადგან ყველა მუშამ, რომელიც მონაწილეობდა მანქანების შექმნაში, დაიწყო წყალბადზე მანქანის განვითარება.

წყალბადის, როგორც საწვავის სარგებელი

• წყალბადი არის ყველაზე გავრცელებული ელემენტი სამყაროში, აბსოლუტურად ყველაფერი ჩვენს ცხოვრებაში შედგება მისგან, ჩვენს ირგვლივ არსებულ ყველა ობიექტს აქვს სულ მცირე, მაგრამ წყალბადის ნაწილაკი. ეს ფაქტი ძალიან სასიამოვნოა კაცობრიობისთვის, რადგან ნავთობისგან განსხვავებით წყალბადი არასოდეს ამოიწურება და საწვავის დაზოგვა არ მოგვიწევს.
• ეს არის აბსოლუტურად ეკოლოგიურად სუფთა! ბენზინის ძრავისგან განსხვავებით, წყალბადის ძრავა არ ასხივებს მავნე აირებს, რაც უარყოფითად იმოქმედებს გარემოზე. გამონაბოლქვი, რომელსაც ასეთი ენერგიის ერთეული ასხივებს არის ჩვეულებრივი ორთქლი.
• ძრავებში გამოყენებული წყალბადი ძალზე აალებადია და მანქანა კარგად იწყებს და იმოძრავებს ამინდის მიუხედავად. ანუ, ჩვენ აღარ გვჭირდება მანქანის გაცხელება ზამთარში, სანამ ვზივარ.
• წყალბადზე, პატარა ძრავებიც კი ძალიან ძლიერი იქნება და უსწრაფესი მანქანის შესაქმნელად აღარ დაგჭირდებათ ავზის ზომის ერთეულის აშენება.

რა თქმა უნდა, ამ საწვავს აქვს უარყოფითი მხარეები:

• ფაქტია, რომ იმისდა მიუხედავად, რომ ეს არის უსაზღვრო მასალა და ის ყველგან არის ხელმისაწვდომი, მისი მოპოვება ძალიან რთულია. მიუხედავად იმისა, რომ ეს არ არის პრობლემა კაცობრიობისთვის. ჩვენ ვისწავლეთ როგორ ამოიღოთ ზეთი შუა ოკეანეში, მისი ფსკერის გაბურღვის შემდეგ და ჩვენ ვისწავლით თუ როგორ უნდა ავიღოთ წყალბადი მიწიდან.
• მეორე ნაკლი არის ნავთობის მაგნატების უკმაყოფილება. ამ ტექნოლოგიის პროგრესული განვითარების დაწყებისთანავე, პროექტების უმეტესობა დაიხურა. ჭორების თანახმად, ეს ყველაფერი განპირობებულია იმით, რომ თუ თქვენ შეცვლით ბენზინს წყალბადით, მაშინ პლანეტის უმდიდრესი ხალხი დარჩება შემოსავლის გარეშე და მათ ამის საშუალება არ აქვთ.

წყალბადის ენერგიის მოხმარების მეთოდები

წყალბადი არ არის სუფთა ნამარხი, როგორიცაა ზეთი და ქვანახშირი, თქვენ არ შეგიძლიათ უბრალოდ გათხრა და გამოიყენოთ იგი. იმისათვის, რომ ის გახდეს ენერგია, საჭიროა მისი მოპოვება და გარკვეული ენერგიის გამოყენება მის დასამუშავებლად, რის შემდეგაც ეს ყველაზე გავრცელებული ქიმიური ელემენტი გახდება საწვავი.

წყალბადის საწვავის წარმოების ამჟამად გამოყენებული მეთოდი არის ეგრეთ წოდებული "ორთქლის რეფორმირება". ჩვეულებრივი წყალბადის საწვავად გადასაყვანად გამოიყენება ნახშირწყლები, რომლებიც წყალბადის და ნახშირბადისგან შედგება. ქიმიური რეაქციების დროს, გარკვეულ ტემპერატურაზე, გამოიყოფა დიდი რაოდენობით წყალბადი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც საწვავი. ეს საწვავი არ გამოყოფს მავნე ნივთიერებებს ატმოსფეროში ექსპლუატაციის დროს, თუმცა, მისი წარმოების დროს გამოიყოფა უზარმაზარი ნახშირორჟანგი, რაც უარყოფითად მოქმედებს გარემოზე. ამიტომ, მიუხედავად იმისა, რომ ეს მეთოდი ეფექტურია, ის არ უნდა იქნას გამოყენებული, როგორც ალტერნატიული საწვავის მოპოვების საფუძველი.

არსებობს ძრავები, რომლებისთვისაც სუფთა წყალბადი ასევე შესაფერისია, ისინი თვითონ ამუშავებენ ამ ელემენტს საწვავად, თუმცა, როგორც წინა მეთოდით, ასევე არსებობს ნახშირორჟანგის უზარმაზარი გამონაბოლქვი ატმოსფეროში.

ელექტროლიზი არის ალტერნატიული საწვავის წყალბადის სახით წარმოების ძალიან ეფექტური გზა. წყალში იშვება ელექტრული დენი, რის შედეგადაც იგი იშლება წყალბადად და ჟანგბადში. ეს მეთოდი ძვირი და პრობლემურია, მაგრამ ეკოლოგიურად სუფთა. საწვავის წარმოებისა და ექსპლუატაციის ერთადერთი ნარჩენები არის ჟანგბადი, რაც მხოლოდ დადებით გავლენას მოახდენს ჩვენი პლანეტის ატმოსფეროზე.

წყალბადის საწვავის მოპოვების ყველაზე პერსპექტიული და იაფი გზა არის ამიაკის დამუშავება. აუცილებელი ქიმიური რეაქციით ამიაკი იშლება აზოტად და წყალბადში, რომლითაც წყალბადი მიიღება აზოტზე სამჯერ მეტს. ეს მეთოდი უკეთესია, რადგან ის ოდნავ იაფი და იაფია. გარდა ამისა, ამიაკი უფრო ადვილი და უსაფრთხოა ტრანსპორტირებისთვის და მიწოდების ადგილზე ჩასვლისთანავე უნდა დაიწყოთ ქიმიური რეაქცია, გამოუშვათ აზოტი და საწვავი მზად არის.

ხელოვნური ხმაური

წყალბადზე მომუშავე ძრავები პრაქტიკულად ჩუმად არიან, ამიტომ მანქანები, რომლებიც ექსპლუატაციაშია ან იქნება ექსპლუატაციაში, აღჭურვილია ე.წ.

მეგობრებო, ჩვენ ბენზინიდან გრანდიოზული გადასვლის ზღვარზე ვართ, რომელიც ანადგურებს ჩვენს მთელ ეკოსისტემას წყალბადზე, რაც, პირიქით, აღადგენს მას!

ელექტრომობილების პოპულარობამ ცოტა ხნის წინ საწვავის უჯრედების მანქანები უკანა პლანზე გადააგდო. მიუხედავად ამისა, წყალბადი ემზადება ელექტროენერგიასთან ბრძოლისთვის და დღეს ჩვენ შევხედავთ ამ ელემენტის პერსპექტივებს პლანეტის ენერგეტიკულ მომავალში. წყალბადი არის სამყაროს უმარტივესი და უხვი ქიმიური ელემენტი, რომელიც ჩვენთვის ცნობილი მატერიის 74% -ს შეადგენს. ეს არის წყალბადი, რომელსაც ვარსკვლავები იყენებენ, მათ შორის მზე, თერმობირთვული რეაქციების შედეგად უზარმაზარი ენერგიის გასათავისუფლებლად.

მიუხედავად მისი სიმარტივისა და გავრცელებისა, წყალბადი დედამიწაზე თავისუფალი სახით არ გვხვდება. მისი მცირე წონის გამო, ის ან ატმოსფეროს ზედა ნაწილში ჩადის, ან სხვა ქიმიურ ელემენტებთან, მაგალითად, ჟანგბადთან იქმნება, ქმნის წყალს.

წყალბადის, როგორც ალტერნატიული ენერგიის წყაროს მიმართ ინტერესი ბოლო ათწლეულებში განპირობებულია ორი ფაქტორით. პირველ რიგში, გარემოს დაბინძურება წიაღისეული საწვავით, რომელიც არის ენერგიის მთავარი წყარო ცივილიზაციის განვითარების ამ ეტაპზე. და მეორეც, იმით, რომ წიაღისეული საწვავის მარაგი შეზღუდულია და, ექსპერტების აზრით, დაახლოებით სამოცი წლის განმავლობაში ამოიწურება.

წყალბადი, ისევე როგორც სხვა ალტერნატივები, არის ზემოაღნიშნული პრობლემების გადაწყვეტა. წყალბადის გამოყენება ნულოვან დაბინძურებას იწვევს, ვინაიდან ქვეპროდუქტების მიერ წარმოქმნილი ენერგია არის მხოლოდ სითბო და წყალი, რომლის ხელახლა გამოყენება შესაძლებელია სხვა მიზნებისთვის. წყალბადის რეზერვების ამოწურვა ასევე ძალიან რთულია, იმის გათვალისწინებით, რომ ის წარმოადგენს სამყაროს ნივთიერების 74% -ს, ხოლო დედამიწაზე ის წყლის ნაწილია, რომელიც მოიცავს პლანეტის ზედაპირის ორ მესამედს.

წყალბადის წარმოება

წიაღისეული ენერგიის წყაროებისგან განსხვავებით (ნავთობი, ქვანახშირი, ბუნებრივი აირები), წყალბადი არ არის ენერგიის მზადაა გამოსაყენებლად, მაგრამ ითვლება მის მატარებლად. ანუ შეუძლებელია წყალბადის მისი სუფთა სახით ქვანახშირის მიღება და მისი ენერგიის წარმოებისთვის გამოყენება; თქვენ ჯერ უნდა დახარჯოთ გარკვეული ენერგია, რათა მიიღოთ სუფთა წყალბადი, რომელიც შესაფერისია საწვავის უჯრედებში გამოსაყენებლად.

აქედან გამომდინარე, წყალბადი არ შეიძლება შევადაროთ წიაღისეული ენერგიის წყაროებს და უფრო ზუსტი ანალოგია ბატარეებთან, რომლებიც წინასწარ უნდა იყოს დამუხტული. მართალია, ბატარეები გამონადენის შემდეგ წყვეტს მუშაობას და წყალბადის უჯრედებს შეუძლიათ ენერგიის გამომუშავება მანამ, სანამ მათ მიეწოდებათ საწვავი (წყალბადი).

წყალბადის წარმოების ყველაზე გავრცელებული და იაფი მეთოდი არის ორთქლის რეფორმირება, რომელიც იყენებს ნახშირწყალბადებს (ნივთიერებები, რომლებიც შედგება მხოლოდ ნახშირბადის და წყალბადისგან). წყლისა და მეთანის (CH4) მაღალ ტემპერატურაზე რეაქციის დროს გამოიყოფა დიდი რაოდენობით წყალბადი. ამ მეთოდის მინუსი ის არის, რომ რეაქციის გვერდითი პროდუქტი არის ნახშირორჟანგი, რომელიც შემოდის ატმოსფეროში ისევე, როგორც წიაღისეული საწვავის დაწვისას, რაც შესაბამისად არ ამცირებს სათბურის გაზების ემისიას ენერგიის ალტერნატიული წყაროს გამოყენების მიუხედავად.

ალტერნატივის სახით შესაძლებელია წყალბადის საწვავის უჯრედებში უშუალოდ ზოგიერთი ბუნებრივი აირის პირდაპირ გამოყენება. ეს შესაძლებელს ხდის არ დახარჯოს ენერგია გაზიდან წყალბადის მისაღებად. ასეთი საწვავის უჯრედების ღირებულება უფრო დაბალი იქნება, თუმცა, როდესაც ბუნებრივ გაზზე მუშაობენ, სათბურის გაზები და სხვა ტოქსიკური ელემენტები ასევე შედიან ატმოსფეროში, რაც არ გახდის ასეთ გაზებს წყალბადის სრულად შემცვლელს.

წყალბადის მიღება ასევე შესაძლებელია ელექტროლიზის დროს. როდესაც ელექტრული დენი გადის წყალში, იგი იყოფა მის შემადგენელ ქიმიურ ელემენტებად, რის შედეგადაც მიიღება წყალბადი და ჟანგბადი.

ჩვეულებრივი მეთოდების გარდა, წყალბადის წარმოების ალტერნატიული გზები ახლა საგულდაგულოდ არის შესწავლილი. მაგალითად, მზის სხივების არსებობისას ზოგიერთ წყალმცენარესა და ბაქტერიას ასევე შეუძლია წყალბადის გაფუჭება. ზოგიერთ ბაქტერიას შეუძლია წყალბადის წარმოება უშუალოდ ჩვეულებრივი საყოფაცხოვრებო ნარჩენებისგან. ამ მეთოდის შედარებით დაბალი ეფექტურობის მიუხედავად, ნარჩენების გადამუშავების უნარი მას საკმაოდ პერსპექტიულს ხდის, განსაკუთრებით იმის გათვალისწინებით, რომ პროცესის ეფექტურობა მუდმივად იზრდება ახალი ტიპის ბაქტერიების შექმნის შედეგად.

ცოტა ხნის წინ, ჰორიზონტზე გამოჩნდა წყალბადის წარმოების კიდევ ერთი პერსპექტიული მეთოდი ამიაკის გამოყენებით (NH3). როდესაც ეს ქიმიური ნივთიერება იყოფა მის შემადგენელ ნაწილებად, მიიღება აზოტის ერთი ნაწილი და წყალბადის სამი ნაწილი. ასეთი რეაქციების საუკეთესო კატალიზატორი არის ძვირადღირებული იშვიათი ლითონები. ახალი მეთოდი ერთი იშვიათი კატალიზატორის ნაცვლად იყენებს ორ ხელმისაწვდომ და იაფ ნივთიერებას, სოდასა და ამიდებს. ამავდროულად, პროცესის ეფექტურობა შედარებულია ყველაზე ეფექტურ ძვირადღირებულ კატალიზატორებთან.

მისი დაბალი ღირებულების გარდა, ეს მეთოდი აღსანიშნავია იმით, რომ ამიაკი უფრო ადვილად ინახება და ტრანსპორტირდება ვიდრე წყალბადი. და სწორ დროს წყალბადის მიღება შესაძლებელია ამიაკიდან უბრალოდ ქიმიური რეაქციის დაწყებით. დაუდასტურებელი პროგნოზების თანახმად, ამიაკის გამოყენება შესაძლებელს გახდის რეაქტორის შექმნას არაუმეტეს 2 ლიტრიანი ბოთლის მოცულობით, რომელიც საკმარისია ამიაკიდან წყალბადის წარმოსაქმნელად იმ რაოდენობით, რაც საკმარისია ნორმალური მანქანის მანქანის გამოსაყენებლად.

ამიაკი ამჟამად ტრანსპორტირებულია უზარმაზარი რაოდენობით და ფართოდ გამოიყენება სასუქად. ეს არის ქიმიური ნივთიერება, რომელიც შესაძლებელს გახდის დედამიწაზე საკვების თითქმის ნახევრის გაზრდას და ალბათ მომავალში ის გახდება კაცობრიობის ენერგიის ერთ -ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი წყარო.

პროგრამები

წყალბადის საწვავის უჯრედები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ტრანსპორტის თითქმის ნებისმიერ ფორმაში, სახლების ენერგიის სტაციონარულ წყაროებში, ასევე მცირე პორტატულ, ზოგჯერ ჯიბის ზომის მოწყობილობებში, რათა გამოიმუშაოს ელექტროენერგია სხვა მობილური მოწყობილობებისთვის გამოსაყენებლად.

გასული საუკუნის 70 -იან წლებში ნასამ დაიწყო წყალბადის გამოყენება რაკეტებისა და კოსმოსური ხომალდების დედამიწის ორბიტაზე გასასვლელად. წყალბადი ასევე გამოიყენება მოგვიანებით ელექტროენერგიის შესაქმნელად შატლებში, ხოლო წყალი და სითბო, როგორც რეაქციის პროდუქტები.

ამჟამად, უდიდესი ძალისხმევა მიმართულია წყალბადის, როგორც საწვავის პოპულარიზაციას საავტომობილო ინდუსტრიაში.

წყალბადის და ელექტრო მანქანების შედარება

საერთო დონეზე, წყალბადი კვლავ საშიშ ქიმიურ ელემენტად ითვლება. ეს რეპუტაცია დამკვიდრდა 1937 წელს ჰინდენბურგის საჰაერო ხომალდის ჩამოვარდნის შემდეგ. თუმცა, აშშ -ს ენერგეტიკული ინფორმაციის ადმინისტრაცია (EIA) ირწმუნება, რომ წყალბადის გამოყენების თვალსაზრისით არასასურველი აფეთქებებისათვის, ეს ელემენტი მაინც ისეთივე უსაფრთხოა, როგორც ბენზინი.

ამ დროისთვის აშკარაა, რომ თუ არ მოხდება შემდეგი ტექნოლოგიური რევოლუცია, მაშინ უახლოეს მომავალში მანქანები იქნება ძირითადად ამ ორი ტექნოლოგიისა და ბენზინის მანქანების ელექტრო ან წყალბადის ან ჰიბრიდული ფორმები.

ავტო ინდუსტრიის განვითარების თითოეულ ვარიანტს აქვს თავისი დადებითი და უარყოფითი მხარეები. წყალბადის საწვავის შემავსებელი სადგურები გაცილებით ადვილია მიმდინარე ბენზინგასამართი სადგურების საფუძველზე, რაც არ შეიძლება ითქვას მანქანების ელექტრული "დამუხტვის" ინფრასტრუქტურის შესახებ.

გარკვეულწილად, წყალბადის და ელექტრო მანქანებს შორის დაყოფა ხელოვნურია, რადგან ორივე შემთხვევაში მანქანა იყენებს ელექტროენერგიას გადასაადგილებლად. მხოლოდ ელექტრო მანქანებში, ის ჩვენთვის უფრო ნაცნობი ფორმით ინახება უშუალოდ ბატარეებში, ხოლო საწვავის უჯრედებში შეიძლება ნებისმიერ დროს დაემატოს ნივთიერება, რომელიც რეაქციის შედეგად ქიმიურ ენერგიას ელექტრო ენერგიად გადააქცევს.

წყალბადით საწვავის შევსება დროში ბენზინის საწვავის შევსებაა და რამდენიმე წუთი სჭირდება, მაგრამ ელექტრო ბატარეების სრული დატენვა მიმდინარე მომენტში, საუკეთესო შემთხვევაში, 20-40 წუთი სჭირდება. მეორეს მხრივ, ელექტრომობილებს აქვთ ის უპირატესობა, რომ ისინი შეიძლება ჩაირთოს საცავში პირდაპირ სახლში და თუ ამას ღამით გააკეთებთ, შეგიძლიათ დაზოგოთ ელექტრო ტარიფები.

გარემოსდაცვითი კეთილგანწყობა

ვინაიდან არც ელექტროენერგია და არც წყალბადი არ არის ენერგიის ბუნებრივი წყარო, წიაღისეული საწვავისგან განსხვავებით, აუცილებელია ენერგიის დახარჯვა მათ მისაღებად. ამ ენერგიის წყარო ხდება გადამწყვეტი ფაქტორი წყალბადის და ელექტრო მანქანების მდგრადობისათვის.

წყალბადის წარმოება მოითხოვს როგორც სითბოს, ასევე ელექტრულ დენს, რომელიც პლანეტის ცხელ და მზიან რეგიონებში მიიღება მზის ენერგიის შეგროვებით. ცივ ქვეყნებში, როგორიცაა სკანდინავია, აქცენტი გაკეთებულია ამ კლიმატისთვის მწვანე ენერგიის უფრო შესაფერის წყაროსზე, ქარის ფერმებზე, რომლებსაც თანაბრად შეუძლიათ მონაწილეობა მიიღონ წყალბადის წარმოებაში ელექტროლიზის გამოყენებით. აღსანიშნავია, რომ წყალბადი ამ შემთხვევაში ასევე შეიძლება გამოვიყენოთ გამოუყენებელი ენერგიის შესანახად, მაგალითად, როდესაც ის ღამით გამომუშავდება.

წყალბადის და ელექტროენერგიის წარმოების სავალდებულო ეტაპის გათვალისწინებით, ასეთი მანქანების ნულოვანი ემისიის დონე დამოკიდებულია იმაზე, თუ როგორ იქნა მიღებული პირველადი ენერგია. სწორედ ამიტომ არსებობს პარიტეტი ორივე ტიპის მანქანას შორის და არცერთი არ შეიძლება ჩაითვალოს უფრო ეკოლოგიურ სატრანსპორტო საშუალებად.

გათამაშების დადგენა შესაძლებელია ამ ტიპის ტრანსპორტის ხმაურის შედარების გზით. ტრადიციული ძრავებისგან განსხვავებით, ახალი ძრავები გაცილებით ჩუმად არიან.

ამასთან დაკავშირებით, შეიძლება გავიხსენოთ წითელი დროშის ცნობილი კანონი, რომელიც არეგულირებს მე -19 საუკუნეში პირველი მანქანების გარეგნობას. ამ კანონის ყველაზე მკაცრი ფორმების თანახმად, ცხენების გარეშე ავტომობილი ვერ გადაადგილდებოდა ქალაქში 3.2 კმ / სთ -ზე მეტი სიჩქარით. ამავდროულად, მანქანის მოძრაობის მოლოდინში მის გამოჩენამდე რამდენიმე წუთით ადრე, წითელი დროშის მქონე მამაკაცს მოუწია გზის გასწვრივ სიარული, რომელიც აფრთხილებდა ტრანსპორტის გარეგნობას.

წითელი დროშის კანონი მიღებულია იმის გამო, რომ ახალი მანქანები შედარებით ჩუმად მოძრაობდნენ ვაგონებთან შედარებით და შეიძლება გამოიწვიოს უბედური შემთხვევები და დაზიანებები, ყოველ შემთხვევაში, იმდროინდელი მოსამართლეების აზრით. პრობლემა, მართალია გადაჭარბებული იყო, მაგრამ საუკუნე -ნახევრის შემდეგ ჩვენ შეგვიძლია ვიყოთ ახალი მსგავსი კანონები ახალი ტიპის ძრავების უხმაურობასთან დაკავშირებით. ელექტრო მანქანები და საწვავის უჯრედების მანქანები ძნელად ხმამაღლაა ვიდრე პირველი მანქანები, მაგრამ მათი სიჩქარე ქალაქებში ახლა აშკარად აღემატება 3 კმ -ს, რაც პოტენციურად საშიშია ფეხით მოსიარულეთათვის. იმავე ფორმულა 1 -ში, ისინი ახლა ფიქრობენ ხელოვნური ხმის მოქმედების გამოყენებით ძრავების ხმის გაძლიერებაზე. მაგრამ თუ ავტო რბოლაში ეს კეთდება გართობის გასაზრდელად, მაშინ ახალ მანქანებში ხმაურის ხელოვნური წყაროს გამოჩენა შეიძლება გახდეს უსაფრთხოების მოთხოვნა.

ნულოვანი ტემპერატურა

საწვავის უჯრედების მანქანები, ჩვეულებრივი ბენზინის მანქანების მსგავსად, სიცივეში განიცდიან გარკვეულ პრობლემებს. თავად ბატარეები შეიძლება შეიცავდეს მცირე რაოდენობის წყალს, რომელიც იყინება გაყინვის ტემპერატურაზე და აკუმულატორებს გამოუსადეგარს ხდის. გათბობის შემდეგ, ბატარეები ნორმალურად იმუშავებენ, მაგრამ თავდაპირველად გარე გათბობის გარეშე, ისინი ან არ იწყებენ მუშაობას, ან მუშაობენ გარკვეული დროის განმავლობაში შემცირებული ენერგიით.

მოძრავი დიაპაზონი

თანამედროვე წყალბადის მანქანების მგზავრობის მანძილი დაახლოებით 500 კმ-ია, რაც გაცილებით მეტია ვიდრე ჩვეულებრივ ელექტრო მანქანებში, რომელთაც ხშირად შეუძლიათ მხოლოდ 150-200 კმ. სიტუაცია შეიცვალა Tesla Model S– ის გამოჩენის შემდეგ, მაგრამ ამ ელექტრომობილსაც კი შეუძლია გადაადგილება გადატენვის გარეშე არაუმეტეს 430 კმ მანძილზე.

ეს მაჩვენებლები საკმაოდ მოულოდნელია შესაბამისი ტიპის ძრავების ეფექტურობის გათვალისწინებით. ჩვეულებრივი ბენზინის შიდა წვის ძრავებისთვის, ეფექტურობაა დაახლოებით 15%. მანქანის ეფექტურობა საწვავის უჯრედებზე არის 50%. ელექტრო მანქანების ეფექტურობა 80%-ია. ამ დროისთვის General Electrics მუშაობს საწვავის უჯრედებზე 65% ეფექტურობით და ამტკიცებს, რომ მათი ეფექტურობა შეიძლება გაიზარდოს 95% -მდე, რაც საშუალებას მოგცემთ შეინახოთ 10 მეგავატი ელექტროენერგია (გარდაქმნის შემდეგ) ერთ უჯრედში.

ბატარეა და საწვავის წონა

თუმცა, ელექტრო მანქანების სუსტი წერტილი არის თავად ბატარეები. მაგალითად, Tesla Model S– ში ის იწონის 550 კგ, ხოლო მანქანის მთლიანი წონაა 2100 კგ, რაც რამდენიმე ასეული კილოგრამით აღემატება მსგავსი წყალბადის მანქანის წონას. უფრო მეტიც, ამ ბატარეის წონა არ მცირდება მანძილის დაფარვისას, ხოლო ბენზინისა და წყალბადის მანქანებში დახარჯული საწვავი თანდათან მსუბუქს ხდის მანქანას.

წყალბადის უჯრედები ასევე სარგებლობენ ენერგიის შენახვის თვალსაზრისით ერთეულ მასაზე. ენერგიის სიმკვრივის თვალსაზრისით ერთეულ მოცულობაზე, წყალბადი არც ისე კარგია. ნორმალურ პირობებში, ეს გაზი შეიცავს მეთანის ენერგიის მხოლოდ მესამედს იმავე მოცულობით. ბუნებრივია, წყალბადი ინახება ტრანსპორტირების დროს და საწვავის უჯრედებში თხევადი ან შეკუმშული ფორმით. მაგრამ ამ შემთხვევაშიც კი, ენერგიის რაოდენობა (მეგაჯული) ერთ ლიტრში ჩამორჩება ბენზინს.

წყალბადის სიძლიერე ვლინდება ენერგიის ერთეულ წონაზე. ამ შემთხვევაში, ის უკვე სამჯერ აღემატება ბენზინს (143 მგ / კგ 47 მჯ / კგ -ს წინააღმდეგ). წყალბადის იმარჯვებს ამ მაჩვენებელი და ელექტრო ბატარეები. ამავე წონისთვის წყალბადს აქვს ორჯერ მეტი ენერგია ვიდრე ელექტრო ბატარეა.

შენახვა და ტრანსპორტირება

წყალბადის შენახვისას წარმოიქმნება გარკვეული სირთულეები. ამ ქიმიური ელემენტის ტრანსპორტირებისა და შენახვის ყველაზე ეფექტური ფორმაა თხევადი მდგომარეობა. ამასთან, შესაძლებელია გაზის თხევად ფორმაზე გადასვლის მიღწევა მხოლოდ -253 გრადუსი ცელსიუს ტემპერატურაზე, რაც მოითხოვს სპეციალურ კონტეინერებს, აღჭურვილობას და მნიშვნელოვან ფინანსურ ხარჯებს.

2015 წელი

Toyota, Hyundai, Honda და სხვა ავტომწარმოებლებმა დიდი ინვესტიცია ჩადეს წყალბადის საწვავის უჯრედების კვლევაში წლების განმავლობაში და აპირებენ 2015 წელს წარმოადგინონ პირველი მანქანები ღირებულებითა და შესრულებით, რომლებიც განიხილება როგორც ტრანსპორტირების სხვა საშუალებების ალტერნატივა. საწვავის უჯრედის მანქანა 2015 წელს უნდა იყოს საშუალო ზომის 4-კარიანი სედანი, რომელსაც შეუძლია 500 კმ-ის გავლა საწვავის გარეშე, რაც გაგრძელდება არაუმეტეს ხუთი წუთის განმავლობაში. ასეთი მანქანის ღირებულება უნდა იყოს 50 ათასიდან 100 ათას დოლარამდე. ამრიგად, წყალბადის მანქანების ღირებულება შემცირდა ერთი ათწლეულის მანძილზე.

როგორც აშკარაა ავტომწარმოებლების სიიდან, იაპონია წყალბადის მანქანების განვითარების ერთ -ერთი კერა გახდება. საინტერესოა, რომ ამ მანქანების ერთ -ერთი მთავარი ბაზარი იქნება იაპონიისგან გამოყოფილი ტერიტორია გაცილებით დიდი დისტანციებით, ვიდრე ახლომდებარე აზიის ბაზარი.

კალიფორნიას დიდი ხანია აქვს რეპუტაცია, როგორც ერთ -ერთი ყველაზე პროგრესული ადგილი პლანეტა დედამიწაზე. ეს არის ის, სადაც კანონმდებლობა ხშირად მწვანე შუქს უჩენს უახლეს ტექნოლოგიებსა და გამოგონებებს. გამონაკლისი არც ალტერნატიულ საწვავზე მომუშავე მანქანების პოპულარიზაცია იყო.

ნულოვანი გამონაბოლქვის მქონე ავტომობილების შესახებ მიღებული კანონის თანახმად (ZEV - ნულოვანი გამონაბოლქვიანი ავტომობილი) 2025 წლისთვის გაყიდული ავტომობილების 15% არ უნდა წარმოქმნას მავნე გამონაბოლქვი ატმოსფეროში. ათ სხვა სახელმწიფოსთან ერთად, რომლებმაც მიიღეს მსგავსი კანონები, 2025 წლისთვის აშშ – ს გზებზე უნდა იყოს დაახლოებით 3.3 მილიონი ZEV.

მიუხედავად იმისა, რომ ახალი მანქანების გაშვებისთვის მზადება გაჩაღებულია, მწარმოებლებს ადრეულ ეტაპზე მოუწევთ მნიშვნელოვანი ინფრასტრუქტურული გამოწვევების წინაშე დგომა. ტოიოტამ 200 მილიონი დოლარი გამოყო კალიფორნიაში წყალბადის საწვავის სადგურების ასაშენებლად, მაგრამ დაფინანსება საკმარისი იქნება მომავალ წელს მხოლოდ ოცი ბენზინგასამართი სადგურის ასაშენებლად. მშენებლობის მაღალი ღირებულების გათვალისწინების გარეშეც, ბენზინგასამართი სადგურების რაოდენობა გაიზრდება საკმაოდ მოკრძალებული ტემპით. 2016 წელს მათი რაოდენობა იქნება 40 ცალი, ხოლო 2024 წელს - 100 ცალი.

მშენებლობის ასეთი გაზომილი დრო მარტივად აიხსნება იმით, რომ თითქმის შეუძლებელია ერთ წელიწადში თუნდაც მცირე ტექნოლოგიური რევოლუციის განხორციელება. 2015 წელი კალენდარში არის მითითებული, როგორც წყალბადის ავტოინდუსტრიის განვითარების დაწყების წელი, თუმცა, საწვავის უჯრედების მანქანებს, სავარაუდოდ, ექნებათ საშუალება კონკურენტებთან კონკურენცია გაუწიონ მხოლოდ მეორე თაობის უფრო იაფი და მეტის მოსვლასთან ერთად. საიმედო მოდელები, რომლებიც მოსალოდნელია 2020 წლისთვის და გამოჩნდება გზებზე, სადაც ნაკლებია განვითარებული საწვავის სადგურების ქსელი.

წყალბადის მანქანების მწარმოებლებს შორის იაპონური სახელების სიმრავლის მიუხედავად, ისინი დაინტერესებულნი არიან ამ ტიპის ტრანსპორტით სხვა კონტინენტებზე. ცნობილ მწარმოებლებს აქვთ წყალბადის გეგმები: General Electrics, Diamler, General Motors, Mercedes-Benz, Nissan, Volkswagen.

შედეგები

როგორც ხშირად ხდება, სამყარო არ იყოფა შავად და თეთრად და წყალბადი არ გახდება ენერგიის ერთადერთი წყარო მომავალში. ეს ელემენტი, ენერგიის სხვა ალტერნატიულ წყაროებთან ერთად, გახდება გარემოს დაბინძურების პრობლემის გადაწყვეტის ნაწილი და ბუნებრივი რესურსების გაქრობა. ამ ტიპის საწვავის და წყალბადის მანქანების პერსპექტივა უფრო მკაფიო გახდება 2015 წელს, როდესაც გამოჩნდება პირველი მასობრივი წარმოების მანქანები გზებზე. რამდენად შეძლებენ მათ კონკურენცია გაუწიონ ელექტრო მანქანებს, ჩვენ, სავარაუდოდ, 2020 წელს გავარკვევთ, რადგან ტექნოლოგია განაგრძობს განვითარებას და გამოჩნდება მეორე თაობის საწვავის მანქანები.