พลังงานไฮโดรเจนคืออะไร และทำงานอย่างไร

1.พลังงานไฮโดรเจนคืออะไร

ไฮโดรเจนซึ่งเป็นธาตุอันดับหนึ่งในตารางธาตุ มีจำนวนโปรตอนน้อยที่สุดเพียงตัวเดียว อะตอมไฮโดรเจนนั้นมีขนาดเล็กที่สุดและเบาที่สุดในบรรดาอะตอมทั้งหมด ไฮโดรเจนปรากฏบนโลกโดยหลักแล้วอยู่ในรูปแบบผสมกัน โดยลักษณะที่โดดเด่นที่สุดคือน้ำ ซึ่งเป็นสสารที่มีการกระจายอย่างกว้างขวางที่สุดในจักรวาล

ไฮโดรเจนมีค่าการเผาไหม้ที่สูงมาก เปรียบเทียบปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติ น้ำมันเบนซิน และไฮโดรเจนที่มีมวลเท่ากัน:

ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน

การเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติ 1 กรัม ตามการวัด ความร้อนประมาณ 55.81 กิโลจูล

การเผาไหม้น้ำมันเบนซิน 1 กรัมจะปล่อยความร้อนออกมาประมาณ 48.4 กิโลจูล

การเผาไหม้ไฮโดรเจน 1 กรัมจะให้ความร้อนประมาณ 142.9 กิโลจูล

การเผาไหม้ไฮโดรเจนให้ความร้อนมากกว่าก๊าซธรรมชาติ 2.56 เท่า และความร้อนมากกว่าน้ำมันเบนซิน 2.95 เท่า จากข้อมูลเหล่านี้ จะเห็นได้ไม่ยากว่าไฮโดรเจนมีคุณสมบัติพื้นฐานของเชื้อเพลิงในอุดมคติ - มีค่าการเผาไหม้สูง!

พลังงานไฮโดรเจนส่วนใหญ่เป็นพลังงานทุติยภูมิ สิ่งสำคัญอยู่ที่ว่าตรรกะ เทคโนโลยี และเศรษฐกิจมีความสำคัญและคุณค่าของความสมดุลทางนิเวศ ธรรมาภิบาลสิ่งแวดล้อม และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศหรือไม่ พลังงานทุติยภูมิเป็นของการเชื่อมโยงระดับกลางระหว่างพลังงานปฐมภูมิกับผู้ใช้พลังงาน และสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: ประเภทแรกคือ "แหล่งที่มาของประสิทธิภาพของกระบวนการ" และอีกประเภทหนึ่งคือ "พลังงานที่มีพลังงานในร่างกาย" ไม่ต้องสงสัยเลยว่าพลังงานไฟฟ้าเป็น "แหล่งพลังงานประสิทธิภาพของกระบวนการ" ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด ในขณะที่น้ำมันเบนซิน ดีเซล และน้ำมันก๊าดเป็น "แหล่งพลังงานพลังงาน" ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด

จากมุมมองเชิงตรรกะ เนื่องจาก "แหล่งที่มาของประสิทธิภาพของกระบวนการ" ยากที่จะจัดเก็บโดยตรงในปริมาณมาก ยานพาหนะการขนส่งสมัยใหม่ที่มีความคล่องตัวสูง เช่น รถยนต์ เรือ และเครื่องบิน จึงไม่ใช้พลังงานไฟฟ้าจำนวนมากจากโรงไฟฟ้า แต่สามารถใช้ "พลังงานที่มีส่วนประกอบ" จำนวนมากเท่านั้น เช่น น้ำมันเบนซิน ดีเซล น้ำมันก๊าดสำหรับการบิน และก๊าซธรรมชาติเหลว

อย่างไรก็ตาม ประเพณีอาจไม่คงอยู่ตลอดไป และประเพณีก็อาจไม่สมเหตุสมผลเสมอไป ด้วยการเพิ่มขึ้นและการพัฒนาของรถยนต์ไฟฟ้าและรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด “แหล่งที่มาของประสิทธิภาพของกระบวนการ” ยังสามารถแทนที่ “พลังงานที่มีพลังงาน” ได้อีกด้วย ด้วยเหตุผลเชิงตรรกะ ด้วยการใช้พลังงานฟอสซิลอย่างต่อเนื่อง ทรัพยากรก็จะหมดไปในที่สุด และ "พลังงานที่มีพลังงาน" ใหม่จะปรากฏขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ โดยที่พลังงานไฮโดรเจนเป็นตัวแทนหลัก

ไฮโดรเจนมีอยู่มากมายในธรรมชาติ ซึ่งคิดเป็นประมาณร้อยละ 75 ของมวลจักรวาล พบกันอย่างแพร่หลายในอากาศ น้ำ เชื้อเพลิงฟอสซิล และคาร์โบไฮเดรตทุกประเภท

ไฮโดรเจนมีสมรรถนะการเผาไหม้ที่ดี มีจุดติดไฟสูง มีช่วงการเผาไหม้ที่กว้าง และความเร็วในการเผาไหม้ที่รวดเร็ว จากมุมมองของค่าความร้อนและการเผาไหม้ ไฮโดรเจนถือเป็นพลังงานคุณภาพสูงและมีประสิทธิภาพอย่างแน่นอน นอกจากนี้ไฮโดรเจนเองก็ไม่เป็นพิษเช่นกัน นอกเหนือจากการสร้างน้ำและไฮโดรเจนไนไตรด์จำนวนเล็กน้อยหลังการเผาไหม้แล้ว มันจะไม่ก่อให้เกิดมลพิษที่เป็นอันตรายต่อระบบนิเวศและสิ่งแวดล้อม และไม่มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ดังนั้นพลังงานไฮโดรเจนจึงเป็นของพลังงานสะอาด ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการกำกับดูแลสภาพแวดล้อมทางนิเวศน์และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

2. บทบาทของพลังงานไฮโดรเจน

พลังงานไฮโดรเจนมีห่วงโซ่อุตสาหกรรมขนาดใหญ่ครอบคลุมถึงการเตรียมไฮโดรเจน การจัดเก็บ การขนส่งและการเติมเชื้อเพลิง เซลล์เชื้อเพลิง และการใช้งานปลายทาง

ในการผลิตไฟฟ้า พลังงานไฮโดรเจนสามารถนำไปใช้ในการผลิตพลังงานสะอาดเพื่อสร้างสมดุลความต้องการพลังงาน และแก้ปัญหาการขาดแคลนพลังงานในช่วงเวลาเร่งด่วน

ในการทำความร้อน พลังงานไฮโดรเจนสามารถผสมกับก๊าซธรรมชาติได้ ซึ่งเป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานคาร์บอนต่ำไม่กี่แห่งที่สามารถแข่งขันกับก๊าซธรรมชาติได้ในอนาคต

ในภาคการบินซึ่งปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่า 900 ล้านตันทุกปี พลังงานไฮโดรเจนเป็นแนวทางหลักในการพัฒนาการบินที่มีคาร์บอนต่ำ

ในด้านการทหาร เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสามารถนำมาใช้ในด้านการทหารได้ มีข้อดีคือ ความเงียบ สามารถสร้างกระแสไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่อง และการแปลงพลังงานสูง เป็นเงื่อนไขสำคัญของการลักลอบเรือดำน้ำ

ยานพาหนะพลังงานไฮโดรเจน รถยนต์พลังงานไฮโดรเจนมีประสิทธิภาพการเผาไหม้ที่ดี จุดระเบิดได้เร็ว ค่าความร้อนสูง ปริมาณสำรองมากมาย และข้อดีอื่น ๆ พลังงานไฮโดรเจนมีแหล่งที่มาและการใช้งานที่หลากหลาย ซึ่งสามารถลดสัดส่วนพลังงานฟอสซิลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การปรับปรุงระดับการพัฒนาที่สะอาดและการพัฒนาพลังงานไฮโดรเจนถือเป็นตัวพาที่สำคัญสำหรับการสร้างระบบการจัดหาพลังงาน "เสริมพลังงานหลากหลาย" และเป็นแรงผลักดันหลักสำหรับการเปลี่ยนแปลงและยกระดับพลังงาน