هیدروژن چیست و استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت

هیدروژن چیست و استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت

هیدروژن، یک نوع سوخت فسیلی جایگزین نیست، بلکه یک نوع حامل انرژی به شمار می آید. که توسط انرژی تولید می شود. تولید بنزین یا گاز طبیعی هیچ مزیتی نسبت به استفاده از این سوخت ها ندارد.

تولید زغال سنگ با تکنیک‌های گازی‌ سازی (مانند : جذب و جداسازی CO2) می‌تواند یک راه‌حل موقت باشد.

به احتمال زیاد، توسعه اقتصاد هیدروژن متکی به الکترولیز آب در آینده، می تواند با استفاده از مقادیر عظیمی از توان الکتریکی تولید شود.

تولید برق به وسیله سوزاندن سوخت های فسیلی، نمی تواند راه حل منطقی باشد. نیرو برق آبی می تواند سهم بسیار کمی داشته باشد. بنابراین، تولید مقادیر زیادی انرژی الکتریکی به وسیله انرژی هسته ای و انرژی های تجدیدپذیر ضروری خواهد بود.

اقتصاد هیدروژنی مبتنی بر الکتریسیته هسته ای مستلزم ساخت هزاران راکتور شکافت است و در نتیجه تمام مشکلات مربوط به استفاده از انرژی هسته ای (مانند دفع ایمن زباله های رادیواکتیو، تکثیر هسته ای، از کار انداختن نیروگاه ها، کمبود اورانیوم) را بزرگ می کند. در اصل، انرژی باد، فتوولتائیک و انرژی خورشیدی متمرکز پتانسیل تولید مقادیر عظیمی از انرژی الکتریکی را دارند. چنین فناوری‌هایی بسیار توسعه نیافته و پرهزینه هستند (به جز باد) تا بتوانند در مدت زمان کوتاهی وظیفه بزرگی را برعهده بگیرند.

توسعه کامل اقتصاد هیدروژن، نیازمند بهبود در ذخیره سازی، حمل و نقل و توزیع هیدروژن است. هیدروژن و الکتریسیته را می‌توان به راحتی توسط الکترولیز و پیل‌های سوختی به یکدیگر تبدیل کرد. اینکه کدام یک از این دو حامل انرژی، به ویژه در زمینه حیاتی نیرو رسانی وسایل نقلیه جاده‌ای، غالب خواهند بود. راه‌ حل‌هایی که برای معایب عجیب آن‌ها یافت می‌شوند. (وابسته به ذخیره سازی و انتقال برق هستند)

در اینکه، این سوخت ها، نقش اساسی در حذف تدریجی سوخت های فسیلی ایفا می کنند شکی نیست.

کاربردها و موارد استفاده

مهم ترین و اصلی ترین موارد کاربرد هیدروژن در ادامه توضیح داده شده است.

صنعت پتروشیمی

مقادیر زیادی از H2، در سوخت های فسیلی مورد استفاده قرار می گیرند.

هیدرودآلکیلاسیون، هیدروسولفوریزاسیون و هیدروکراکینگ مصرف کنندگان کلیدی H2 هستند.

واکنش جداسازی گوگرد از سوخت های فسیلی مایع را مشاهده کنید :

R2S + 2 H2 → H2S + 2 RH

در سوخت موشک

این ماده، در موتورهای درون سوز سوخته می شود. به عبارت ساده تر، H2 انرژی الکتریکی، در پیل های سوختی را تولید می کند. تاکنون،خودروهای آزمایشی فراوانی، با استفاده از پیل هیدروژنی تولید شدند. استفاده از پیل های سوختی هیدروژنی، در اتومبیل ها، به عنوان مسیری جهت تولید انرژی ارزان و بدون آلودگی مورد توجه قرار گرفته است.

هیدروژناسیون

افزودن H2، به بسترهای مختلف در مقیاس های بزرگ صورت می گیرد.

• هیدروژنه کردن N2 برای تولید آمونیاک توسط فرآیند Haber-Bosch چند درصد از بودجه انرژی، کل صنعت را مصرف می کند.
• آمونیاک تولیدی، برای تامین اکثر پروتئین مصرفی انسان استفاده می شود.
• هیدروژناسیون برای تبدیل چربی، روغن غیر اشباع به چربی و روغن اشباع استفاده می شود.
• کاربرد عمده آن، تولید مارگارین است.
• متانول از هیدروژنه کردن دی اکسید کربن تولید می شود. به طور مشابه، منبع هیدروژن در ساخت اسید هیدروکلریک است.
• H2، به عنوان یک عامل کاهنده، جهت تبدیل سنگ معدن به فلزات استفاده می شود.

به عنوان خنک کننده

H2، به علت ظرفیت گرمایی بالایش نسبت به سایر گازها، به عنوان خنک کننده در نیرو گاه های برق مورد استفاده قرار می گیرد.

هیدروژن به عنوان سوخت

H، می تواند به عنوان سوخت برای موتورهای احتراق داخلی عمل کند. با این حال، بر خلاف FCEV ها، گازهای گلخانه ای تولید می کنند و کارایی کمتری دارند. انرژی موجود در 2.2 پوند (1 کیلوگرم) گاز هیدروژن تقریباً با انرژی 1 گالن (6.2 پوند، 2.8 کیلوگرم) بنزین برابر است.

سوالات متداول

در این قسمت به بررسی سوال های متداول پرداخته می شود.