انرژی هیدروژن چیست و چگونه کار می کند

1.انرژی هیدروژن چیست؟

هیدروژن، عنصر شماره یک جدول تناوبی، کمترین تعداد پروتون را دارد، فقط یک. اتم هیدروژن همچنین کوچکترین و سبکترین اتم از همه اتمها است. هیدروژن عمدتاً به صورت ترکیبی روی زمین ظاهر می شود که برجسته ترین آن آب است که پراکنده ترین ماده در جهان است.

هیدروژن ارزش احتراق بسیار بالایی دارد. مقدار گرمایی که از سوزاندن همان جرم گاز طبیعی، بنزین و هیدروژن ایجاد می شود را مقایسه کنید:

تحت همین شرایط،

سوزاندن 1 گرم گاز طبیعی، طبق اندازه گیری، حدود 55.81 کیلوژول گرما.

سوزاندن 1 گرم بنزین حدود 48.4 کیلوژول گرما تولید می کند.

سوزاندن 1 گرم هیدروژن حدود 142.9 کیلوژول گرما تولید می کند.

سوختن هیدروژن 2.56 برابر گاز طبیعی و 2.95 برابر بنزین گرما تولید می کند. دشوار نیست از این داده ها دریافت که هیدروژن دارای ویژگی های اساسی سوخت ایده آل است - ارزش احتراق بالا!

انرژی هیدروژن عمدتاً به انرژی ثانویه تعلق دارد، کلید این است که آیا منطق، فناوری و اقتصاد آن اهمیت و ارزش تعادل اکولوژیکی، حاکمیت محیطی و تغییرات آب و هوایی را دارد یا خیر. انرژی ثانویه متعلق به پیوند میانی بین انرژی اولیه و مصرف کنندگان انرژی است و می توان آن را به دو دسته تقسیم کرد: یکی «منبع عملکرد فرآیند» و دیگری «انرژی حاوی انرژی بدن». شکی نیست که انرژی الکتریکی پرمصرف ترین "منبع عملکرد فرآیند" است، در حالی که بنزین، گازوئیل و نفت سفید پرمصرف ترین "منبع انرژی انرژی" هستند.

از نقطه نظر منطقی، از آنجایی که ذخیره سازی مستقیم «منابع عملکرد فرآیند» در مقادیر زیاد دشوار است، وسایل نقلیه حمل و نقل مدرن با قابلیت تحرک قوی، مانند اتومبیل ها، کشتی ها و هواپیماها، نمی توانند از مقدار زیادی انرژی الکتریکی از نیروگاه ها استفاده کنند. در عوض، آنها فقط می توانند از مقدار زیادی «انرژی حاوی انرژی» مانند بنزین، گازوئیل، نفت سفید هواپیمایی و گاز طبیعی مایع استفاده کنند.

با این حال، سنت ممکن است همیشه دوام نیاورد، و سنت ممکن است همیشه منطقی نباشد. با ظهور و توسعه وسایل نقلیه الکتریکی و خودروهای الکتریکی هیبریدی، "منبع عملکرد فرآیند" نیز می تواند جایگزین "انرژی حاوی انرژی" شود. بر اساس استدلال منطقی، با مصرف مداوم انرژی فسیلی، منابع در نهایت به پایان می رسد و به ناچار "انرژی حاوی انرژی" جدید ظاهر می شود که در میان آنها انرژی هیدروژن نماینده اصلی است.

هیدروژن در طبیعت به وفور یافت می شود و حدود 75 درصد جرم کیهان را تشکیل می دهد. به طور گسترده ای در هوا، آب، سوخت های فسیلی و انواع کربوهیدرات ها وجود دارد.

هیدروژن عملکرد احتراق خوب، نقطه اشتعال بالا، محدوده قابل احتراق گسترده و سرعت احتراق سریع دارد. از منظر ارزش حرارتی و احتراق، هیدروژن قطعا یک انرژی باکیفیت و کارآمد است. علاوه بر این، خود هیدروژن غیر سمی است. علاوه بر تولید آب و مقدار کمی نیترید هیدروژن پس از احتراق، آلاینده های مضر برای محیط زیست و محیط زیست تولید نمی کند و انتشار دی اکسید کربن نیز وجود ندارد. بنابراین، انرژی هیدروژن متعلق به انرژی پاک است که برای اداره محیط زیست و کاهش انتشار دی اکسید کربن از اهمیت زیادی برخوردار است.

2. نقش انرژی هیدروژن

انرژی هیدروژن دارای یک زنجیره صنعتی عظیم است که آماده سازی هیدروژن، ذخیره سازی، حمل و نقل و سوخت گیری، سلول های سوختی و کاربردهای ترمینال را پوشش می دهد.

در تولید برق، انرژی هیدروژن را می توان برای تولید برق پاک برای متعادل کردن تقاضای برق و رفع کمبود منبع تغذیه در ساعات اوج مصرف استفاده کرد.

در گرمایش، انرژی هیدروژن را می توان با گاز طبیعی مخلوط کرد که یکی از معدود منابع انرژی کم کربن است که می تواند در آینده با گاز طبیعی رقابت کند.

در بخش هوانوردی که سالانه بیش از 900 میلیون تن دی اکسید کربن منتشر می کند، انرژی هیدروژن راه اصلی توسعه هوانوردی کم کربن است.

در زمینه نظامی، سلول سوختی هیدروژن را می توان در زمینه نظامی استفاده کرد دارای مزایای بی صدا، می تواند جریان مداوم، تبدیل انرژی بالا را تولید کند، یک شرط مهم پنهان کاری زیردریایی است.

وسایل نقلیه انرژی هیدروژنی، وسایل نقلیه انرژی هیدروژنی دارای عملکرد احتراق خوب، احتراق سریع، ارزش حرارتی بالا، ذخایر فراوان و مزایای دیگر هستند. انرژی هیدروژن دارای منابع و کاربردهای گسترده ای است که می تواند به طور موثر نسبت انرژی فسیلی را کاهش دهد.

بهبود سطح توسعه پاک و توسعه انرژی هیدروژن یک حامل مهم برای ایجاد یک سیستم تامین انرژی "مکمل چند انرژی" و یک نیروی محرکه اصلی برای تبدیل و ارتقای انرژی است.