Co warto wiedzieć na temat wodoru konwencjonalnego?

Wodór konwencjonalny to termin określający wodór jako źródło energii, która jest uwalniana podczas jego spalania (w odróżnieniu od np. wytwarzania energii elektrycznej z połączenia wodoru i tlenu w ogniwach paliwowych). Wodór jest pierwiastkiem chemicznym najbardziej rozpowszechnionym we Wszechświecie i jednym z najpospolitszych na Ziemi. Ma najniższą masę atomową spośród wszystkich pierwiastków, równą 1,00794 u.

Właściwości i zastosowania wodoru konwencjonalnego

Wodór jest paliwem o najwyższej wartości opałowej i cieple spalania na jednostkę masy. Jednak ze względu na jego niską gęstość, te parametry są niekorzystne w porównaniu z innymi paliwami, jeśli chodzi o jednostkę objętości. Dlatego wodór nadaje się dobrze jako paliwo dla pojazdów, gdzie ważniejsza jest masa niż objętość (np. rakiet czy statków kosmicznych). Wodór szybko się rozprzestrzenia w azocie (głównym składniku powietrza), co powoduje dużą prędkość płomienia. Jego granice palności i wybuchowości są bardzo szerokie, co oznacza, że mieszanina wodoru i powietrza jest łatwo zapalna i wybuchowa. Wodór jest również paliwem ekologicznym, ponieważ jego spalanie nie powoduje emisji dwutlenku węgla ani innych szkodliwych substancji.

Wodór służy także jako surowiec do produkcji amoniaku, który jest wykorzystywany w przemyśle do wytwarzania nawozów sztucznych. Wodór stosuje się również jako środek chłodzący do zamrażania żywności. Kiedyś używano go również do tworzenia sztucznych lodowisk.

Historia wykorzystania wodoru konwencjonalnego

Wodór został odkryty pod koniec XVIII wieku przez Antoine’a Lavoisiera, który zauważył, że łatwopalny gaz powstały w reakcji metali z kwasem siarkowym jest odrębnym pierwiastkiem. Część konstruktorów szybko dostrzegła jego zalety jako paliwa. Pierwszy w historii pojazd kołowy zasilany wodorem skonstruował w 1807 roku Szwajcar François Isaac de Rivaz. Jego silnik był jednym z pierwszych przykładów silnika o spalaniu wewnętrznym. W kolejnych latach de Rivaz udoskonalił swój pojazd, który osiągał prędkość około 6 km/h.

W literaturze pojawiały się także pomysły wykorzystania wodoru jako paliwa konwencjonalnego. W 1874 Jules Verne opublikował powieść “Tajemnicza wyspa”, w której bohaterowie budują balon na gorące powietrze napędzany spalaniem wodoru. W 1894 H.G. Wells napisał opowiadanie “Argonauts of the Air”, w którym przedstawia próbę lotu samolotem z silnikiem spalinowym na wodór.

W XX wieku rozwój technologii umożliwił wykorzystanie wodoru jako paliwa konwencjonalnego na większą skalę.

W latach II wojny światowej Niemcy używały balonów zaporowych napełnionych wodorem, które miały za zadanie uniemożliwić lub utrudnić naloty alianckich samolotów bombowych na ważne cele strategiczne. Balony były połączone z systemem lin stalowych, które mogły uszkodzić lub zniszczyć samoloty zderzające się z nimi. Aby zwiększyć szanse na zestrzelenie samolotu, niektóre balony były wyposażone w małe ładunki wybuchowe. Balony zaporowe były jednak narażone na atak myśliwców alianckich, które wyposażone były w specjalne urządzenia do przecinania lin balonów.

Zalety i wady wodoru konwencjonalnego

Wodór konwencjonalny ma wiele zalet jako paliwo, takich jak:

• wysoka wartość energetyczna
• niska masa
• brak emisji szkodliwych substancji podczas spalania (powstaje tylko woda)
• możliwość pozyskiwania go z różnych źródeł, w tym odnawialnych (np. elektroliza wody)

Jednak wodór konwencjonalny ma także wiele wad, takich jak:

• niska gęstość
• wysokie koszty produkcji, transportu i magazynowania
• ryzyko wybuchu lub pożaru
• potrzeba specjalnych instalacji i urządzeń do jego użycia
• konkurencja ze strony innych technologii, takich jak ogniwa paliwowe czy baterie elektryczne

Perspektywy rozwoju wodoru konwencjonalnego

Wodór konwencjonalny jest obecnie stosowany głównie jako surowiec do produkcji amoniaku i jako czynnik chłodzący. Jako paliwo jest używany tylko w nielicznych przypadkach, takich jak rakiety kosmiczne czy niektóre pojazdy eksperymentalne. W przyszłości wodór konwencjonalny może znaleźć szersze zastosowanie jako paliwo alternatywne dla silników spalinowych, zwłaszcza w sektorach transportu lotniczego i morskiego, gdzie masa i objętość paliwa są kluczowe. Jednak aby to się stało, konieczne są dalsze badania i rozwój technologii wodorowych, a także stworzenie odpowiedniej infrastruktury i regulacji prawnych. Ponadto wodór konwencjonalny musi być konkurencyjny pod względem ekonomicznym i ekologicznym w porównaniu z innymi źródłami energii. Wodór konwencjonalny to wyzwanie i szansa dla niskoemisyjnej energetyki i transportu.

partnerem publikacji jest portal wodorowyswiat.pl 

Udostępnij