38 ЕНЕРГИЯ 1'2022 възобновяеми източници (вятър) са налични. Друг пример с огромен потенциал за съхранение са газовите мрежи за различни приложения, при условие че те отговарят на всички технологични изисквания. Смесването му с природен газ (при концентрация 5-10%), се оказва безопасна за пренасянето му чрез инфраструктурата на синьото гориво. В противен случай за транспортирането му той или трябва да се охлади до -253°C, за да се втечни, или да се компресира до 700bar, за да може да се достави като компресиран газ. От друга страна водородът се разглежда и като енергоносител. Той е три пъти по енергокалоричен на единицатегло при атмосферно налягане, от традиционните горивабензин или дизел. Високата калоричност на водорода е 39, 4kWh/kg, а ниската-33, 3kWh/ kg. Той много бързо гори при температура 500°C, подобна натази на природния газ-537°C, като продукт от изгарянето е само вода. Водородът, използван в горивните клетки, се превръща по електрохимичен начин в електрическа енергия. Например, чрез приложението му в т. нар. водородни горивни клетки (fuel cell), се достига 60% енергоефективност (3540%при съвременните двигатели на колите). Следователно, за извършването на дадена работа е необходимо значително по-малко количество от екологичното гориво-„зелен водород“. Най-хубавото е, че той може да се произвежда навсякъде, където има вода и електричество чрез електролиза. Принцип на водната електролиза Водната електролиза се състоиотдва електрода или две плочи (обикновено изработени от някакъв инертен метал, като платина или иридий), които са потопени във вода и се захранват от източник с постоянен ток. Водородът ще се появи на катода(където електроните влизат във водата), а кислородът ще се появи на анода. При идеалната ефективност на Фарадей, количеството генериран водород е два пъти по-голямо от кислорода, но и двете са пропорционални на общия електрически заряд, пропускан през разтвора. Електролизата на чиста вода изисква излишна енергия под формата на пренапрежение за преодоляване на различни бариери за активиране. Без излишна енергия, електролизата на чиста вода се случва много бавно или изобщо не се случва. Това отчасти се дължи на ограничената самойонизация на водата. Чистата вода има електрическа проводимост около една милионна от тази на морската вода. В много електролизни клетки може също да липсват необходимите елекРолята на възобновяемите енергийни източници става все по-важна в целия свят. Те са гръбнакът на устойчивата енергетика без въглероден диоксид и следователно ключова технология за постигане на декарбонизация до 2100 г. Техният дял в световното производство на енергия непрекъснато нараства. За постигането на почти пълна декарбонизация на енергийния отрасъл, е необходимо комбиниране на възобновяемата вятърна и слънчева енергия с нисковъглеродни горива. Зеленият водород се явява потенциално нисковъглеродно гориво, което може да замести изкопаемите въглеводородни енергийни източници - нефт и природен газ. Физични свойства и предимства на водорода Водородъте най-разпространения химичен елемент във Вселената - приблизително 90% от всички атоми са водород, който няма цвят, мирис и вкус и е напълно безвреден. Проблемът е, че чистият водород не се среща в това състояние свободно в природата, а изисква енергия, за да се произведе, тоест водородните атоми трябва да бъдат отделени от тези на другите елементи, с които имат връзка-например от вода, или от изкопаеми горива. Начинът на това отделяне определя устойчивостта на водородната енергия. Водородът е около 14,5 пъти по-лек от въздуха и е изключително запалим и неустойчив в околната среда газ. Достатъчно е само смесването му с кислород от въздуха и малко повече влажност за да се самовъзпламени дори от статично електричество. Почти всички видове изкопаеми горива съдържат водород, в свързана форма под формата на въглеводороди или други водородни съединения. Понастоящем само малко количество водород се използва в енергийния отрасъл, въпреки че използването на водород се счита за една от най-обещаващите технологии в широкомащабната интеграция на възобновяемите енергийни източници. В допълнение, възобновяемата енергия също трябва да бъде налична, когато слънчевата и вятърната енергия са недостатъчни. Това изисква натрупване на енергия, включително за дълги периоди от време. Водородът има съществено значение, като източник и среда за съхранение на енергия, за разлика от батериите, които не могат да съхраняват големи количества електричество за продължителни периоди от време, Например, той може да се произвежда в моменти, когато търсенето на енергия е ниско, а условията за производството на електроенергия от
RkJQdWJsaXNoZXIy MTEyMTYwMw==