וועגן ווייַטער דור ענערגיע הידראָגען

מיר וועלן באַקענען "הידראָגען", דער ווייַטער דור פון ענערגיע וואָס איז טשאַד נייטראַל. הידראָגען איז צעטיילט אין דרייַ טייפּס: "גרין הידראָגען", "בלוי הידראָגען" און "גרוי הידראָגען", יעדער פון וואָס האט אַ אַנדערש פּראָדוקציע אופֿן. מיר וועלן אויך דערקלערן יעדער מאַנופאַקטורינג אופֿן, גשמיות פּראָפּערטיעס ווי עלעמענטן, סטאָרידזש / טראַנספּערטיישאַן מעטהאָדס און מעטהאָדס פון נוצן. און איך וועל אויך פאָרשטעלן וואָס עס איז דער ווייַטער דור דאָמינאַנט ענערגיע מקור.

עלעקטראָליסיס פון וואַסער צו פּראָדוצירן גרין הידראָגען

ווען ניצן הידראָגען, עס איז וויכטיק צו "פּראָדוצירן הידראָגען" סייַ ווי סייַ. די יזיאַסט וועג איז צו "עלעקטראָליזע וואַסער". אפֿשר איר האָט אין גראַד שולע וויסנשאַפֿט. פּלאָמבירן די ביקער מיט וואַסער און ילעקטראָודז אין וואַסער. ווען אַ באַטאַרייע איז פארבונדן צו די ילעקטראָודז און ענערדזשייזד, די פאלגענדע ריאַקשאַנז פאַלן אין די וואַסער און אין יעדער ילעקטראָוד.
אין די קאַטאָוד, H+ און עלעקטראָנס פאַרבינדן צו פּראָדוצירן הידראָגען גאַז, בשעת די אַנאָוד טראגט זויערשטאָף. נאָך, דעם צוגאַנג איז גוט פֿאַר וויסנשאפטלעכע יקספּעראַמאַנץ אין שולע, אָבער צו פּראָדוצירן הידראָגען ינדאַסטרי, עס מוזן זיין צוגעגרייט עפעקטיוו מעקאַניזאַמז פּאַסיק פֿאַר גרויס-וואָג פּראָדוקציע. דאָס איז די עלעקטראָליסיס פון פּאָלימער עלעקטראָליטע מעמבראַנע (PEM).
אין דעם אופֿן, אַ פּאָלימער סעמיפּערמעאַבלע מעמבראַנע וואָס אַלאַוז די דורכפאָר פון הידראָגען ייאַנז איז סאַנדוויטשד צווישן אַ אַנאָוד און אַ קאַטאָוד. ווען וואַסער איז אויסגעגאסן אין די אַנאָוד פון די מיטל, הידראָגען ייאַנז געשאפן דורך עלעקטראָליסיס מאַך דורך אַ סעמיפּערמעאַבלע מעמבראַנע צו די קאַטאָוד, ווו זיי ווערן מאָלעקולאַר הידראָגען. אויף די אנדערע האַנט, זויערשטאָף ייאַנז קענען נישט פאָרן דורך די סעמיפּערמעאַבלע מעמבראַנע און ווערן זויערשטאָף מאַלאַקיולז אין די אַנאָוד.
אויך אין אַלקאַליין וואַסער עלעקטראָליסיס, איר מאַכן הידראָגען און זויערשטאָף דורך סעפּערייטינג די אַנאָוד און קאַטאָוד דורך אַ סעפּאַראַטאָר דורך וואָס בלויז כיידראַקסייד ייאַנז קענען פאָרן. אין דערצו, עס זענען ינדאַסטריאַל מעטהאָדס אַזאַ ווי הויך-טעמפּעראַטור פּאַרע עלעקטראָליסיס.
דורך דורכפירן די פּראַסעסאַז אויף אַ גרויס וואָג, גרויס קוואַנטאַטיז פון הידראָגען קענען זיין באקומען. אין דעם פּראָצעס, אַ באַטייטיק סומע פון ​​זויערשטאָף איז אויך געשאפן (האַלב די באַנד פון הידראָגען געשאפן), אַזוי אַז עס וואָלט האָבן קיין אַדווערס ינווייראַנמענאַל פּראַל אויב באפרייט אין דער אַטמאָספער. אָבער, עלעקטראָליסיס ריקווייערז אַ פּלאַץ פון עלעקטרע, אַזוי טשאַד-פריי הידראָגען קענען זיין געשאפן אויב עס איז געשאפן מיט עלעקטרע וואָס ניצט נישט פאַסאַל ברענוואַרג, אַזאַ ווי ווינט טערביינז און זונ - פּאַנאַלז.
איר קענען באַקומען "גרין הידראָגען" דורך עלעקטראָליזינג וואַסער ניצן ריין ענערגיע.

עס איז אויך אַ הידראָגען גענעראַטאָר פֿאַר גרויס-וואָג פּראָדוקציע פון ​​דעם גרין הידראָגען. דורך ניצן PEM אין די עלעקטראָליזער אָפּטיילונג, הידראָגען קענען זיין געשאפן קעסיידער.

בלוי הידראָגען געמאכט פון פאָססיל ברענוואַרג

אַזוי, וואָס זענען אנדערע וועגן צו מאַכן הידראָגען? הידראָגען עקסיסטירט אין פאַסאַל פיואַלז אַזאַ ווי נאַטירלעך גאַז און קוילן ווי סאַבסטאַנסיז אנדערע ווי וואַסער. פֿאַר בייַשפּיל, באַטראַכטן מעטיין (CH4), דער הויפּט קאָמפּאָנענט פון נאַטירלעך גאַז. עס זענען דאָ פיר הידראָגען אַטאָמס. איר קענען באַקומען הידראָגען דורך נעמען דעם הידראָגען.
איינער פון די איז אַ פּראָצעס גערופן "פּאַרע מעטיין רעפאָרמינג" וואָס ניצט פּאַרע. די כעמישער פאָרמולע פון ​​דעם אופֿן איז ווי גייט.
ווי איר קענען זען, טשאַד מאַנאַקסייד און הידראָגען קענען זיין יקסטראַקטיד פון אַ איין מעטיין מאַלאַקיול.
אין דעם וועג, הידראָגען קענען זיין געשאפן דורך פּראַסעסאַז אַזאַ ווי "פּאַרע רעפאָרמינג" און "פּיראָליסיס" פון נאַטירלעך גאַז און קוילן. "בלוי הידראָגען" רעפערס צו הידראָגען געשאפן אין דעם וועג.
אין דעם פאַל, אָבער, טשאַד מאַנאַקסייד און טשאַד דייאַקסייד זענען געשאפן ווי ביי-פּראָדוקטן. אַזוי איר האָבן צו ריסייקאַל זיי איידער זיי זענען באפרייט אין דער אַטמאָספער. די ביי-פּראָדוקט טשאַד דייאַקסייד, אויב נישט ריקאַווערד, ווערט הידראָגען גאַז, באקאנט ווי "גרוי הידראָגען".

וואָס מין פון עלעמענט איז הידראָגען?

הידראָגען האט אַן אַטאָמישע נומער פון 1 און איז דער ערשטער עלעמענט אויף די פּעריאָדיש טיש.
די נומער פון אַטאָמס איז די גרעסטע אין די אַלוועלט, אַקאַונטינג פֿאַר וועגן 90% פון אַלע עלעמענטן אין די אַלוועלט. דער קלענסטער אטאם וואס באשטייט פון א פראטאן און אן עלעקטראן איז דער הידראָגען אטאם.
הידראָגען האט צוויי יסאָטאָפּעס מיט נעוטראָן אַטאַטשט צו די קערן. איין נעוטראָן-געבונדן "דעוטעריום" און צוויי נעוטראָן-באַנדיד "טריטיום". דאס זענען אויך מאַטעריאַלס פֿאַר פוסיאָן מאַכט דור.
אינעווייניק אין א שטערן ווי די זון, קומט פאר א נוקלעארע צוזאמענפארונג פון הידראָגען צו העליום, וואס איז די ענערגיע מקור פאר די שטערן צו שייַנען.
אָבער, הידראָגען ראַרעלי יגזיסץ ווי אַ גאַז אויף דער ערד. הידראָגען פארמען קאַמפּאַונדז מיט אנדערע עלעמענטן אַזאַ ווי וואַסער, מעטיין, אַמאָוניאַ און עטאַנאָל. זינט הידראָגען איז אַ ליכט עלעמענט, ווען די טעמפּעראַטור העכערונג, די באַוועגונג גיכקייַט פון הידראָגען מאַלאַקיולז ינקריסיז, און אַנטלויפן פון דער ערלעכקייט פון דער ערד צו ויסווייניקסט פּלאַץ.

ווי צו נוצן הידראָגען? ניצן דורך קאַמבאַסטשאַן

דערנאָך, ווי איז "הידראָגען", וואָס האט געצויגן ווערלדווייד ופמערקזאַמקייט ווי אַ ווייַטער-דור ענערגיע מקור, געוויינט? עס איז געניצט אין צוויי הויפּט וועגן: "קאַמבאַסטשאַן" און "ברענוואַרג צעל". זאל ס אָנהייבן מיט די נוצן פון "ברענען".
עס זענען צוויי הויפּט טייפּס פון קאַמבאַסטשאַן געניצט.
דער ערשטער איז ווי ראַקעט ברענוואַרג. יאַפּאַן'ס H-IIA ראַקעט ניצט הידראָגען גאַז "פליסיק הידראָגען" און "פליסיק זויערשטאָף" וואָס איז אויך אין אַ קריאָגעניק שטאַט ווי ברענוואַרג. די צוויי זענען קאַמביינד, און די היץ ענערגיע דזשענערייטאַד אין דער צייט פאַרגיכערן די ינדזשעקשאַן פון די דזשענערייטאַד וואַסער מאַלאַקיולז, פליענדיק אין פּלאַץ. אָבער, ווייַל עס איז אַ טעקניקלי שווער מאָטאָר, אַחוץ פֿאַר יאַפּאַן, בלויז די פאַרייניקטע שטאַטן, אייראָפּע, רוסלאַנד, טשיינאַ און ינדיאַ האָבן הצלחה קאַמביינד דעם ברענוואַרג.
די רגע איז מאַכט דור. גאַז טערביין מאַכט דזשענעריישאַן אויך ניצט דעם אופֿן פון קאַמביינינג הידראָגען און זויערשטאָף צו דזשענערייט ענערגיע. אין אנדערע ווערטער, עס איז אַ מעטאָד וואָס קוקט אויף די טערמאַל ענערגיע געשאפן דורך הידראָגען. אין טערמאַלע קראפט פלאנצן, פראדוצירט די היץ פון פארברענען קוילן, אויל און נאטורליכע גאז פארע וואס טרייבט טערביינען. אויב הידראָגען איז געניצט ווי אַ היץ מקור, די מאַכט פאַבריק וועט זיין טשאַד נייטראַל.

ווי צו נוצן הידראָגען? געוויינט ווי אַ ברענוואַרג צעל

אן אנדער וועג צו נוצן הידראָגען איז ווי אַ ברענוואַרג צעל, וואָס קאַנווערץ הידראָגען גלייַך אין עלעקטרע. אין באַזונדער, טויאָטאַ האט געצויגן ופמערקזאַמקייט אין יאַפּאַן דורך טאַוטינג הידראָגען-פיואַלד וועהיקלעס אַנשטאָט פון עלעקטריק וועהיקלעס (עווס) ווי אַן אָלטערנאַטיוו צו גאַזאָלין וועהיקלעס ווי אַ טייל פון זייַן גלאבאלע וואָרמינג קאַונטערמעזשערז.
ספּעציעל, מיר טאָן די פאַרקערט פּראָצעדור ווען מיר באַקענען די מאַנופאַקטורינג אופֿן פון "גרין הידראָגען". די כעמישער פאָרמולע איז ווי גייט.
הידראָגען קענען דזשענערייט וואַסער (וואַרעם וואַסער אָדער פּאַרע) בשעת דזשענערייטינג עלעקטרע, און עס קענען זיין עוואַלואַטעד ווייַל עס טוט נישט אָנטאָן אַ מאַסע אויף די סוויווע. אויף די אנדערע האַנט, דעם אופֿן האט אַ לעפיערעך נידעריק מאַכט דור עפעקטיווקייַט פון 30-40%, און ריקווייערז פּלאַטינום ווי אַ קאַטאַליסט, אַזוי ריקוויירינג געוואקסן קאָס.
דערווייַל, מיר נוצן פּאָלימער עלעקטראָליטע ברענוואַרג סעלז (PEFC) און פאָספאָריק זויער ברענוואַרג סעלז (PAFC). אין באַזונדער, ברענוואַרג צעל וועהיקלעס נוצן PEFC, אַזוי עס קענען זיין דערוואַרט צו פאַרשפּרייטן אין דער צוקונפֿט.

איז הידראָגען סטאָרידזש און טראַנספּאָרטאַטיאָן זיכער?

איצט, מיר טראַכטן איר פֿאַרשטיין ווי הידראָגען גאַז איז געמאכט און געוויינט. אַזוי ווי טאָן איר קראָם דעם הידראָגען? ווי טאָן איר באַקומען עס ווו איר דאַרפֿן עס? וואָס וועגן זיכערהייט אין דער צייט? מיר וועלן דערקלערן.
אין פאַקט, הידראָגען איז אויך אַ זייער געפערלעך עלעמענט. אין די אָנהייב פון די 20 יאָרהונדערט, מיר געוויינט הידראָגען ווי אַ גאַז צו לאָזנ שווימען באַלונז, באַלונז און לופטשיפּס אין די הימל ווייַל עס איז געווען זייער ליכט. אָבער, דעם 6טן מײַ 1937, אין ניו דזשערזי, USA, איז פאָרגעקומען די “ערשיפּ הינדענבורג יקספּלאָוזשאַן”.
זינט דעם עקסידענט, עס איז וויידלי דערקענט אַז הידראָגען גאַז איז געפערלעך. ספעציעל ווען עס כאפט פייער וועט עס שטארק אויפרייסן מיט זויערשטאף. דעריבער, "האַלטן אַוועק פון זויערשטאָף" אָדער "האַלטן אַוועק פון היץ" איז יקערדיק.
נאָך גענומען די מיטלען, מיר געקומען מיט אַ שיפּינג אופֿן.
הידראָגען איז אַ גאַז אין צימער טעמפּעראַטור, אַזוי כאָטש עס איז נאָך אַ גאַז, עס איז זייער באַלקי. דער ערשטער אופֿן איז צו צולייגן הויך דרוק און קאָמפּרעס ווי אַ צילינדער ווען מאכן קאַרבאַנייטאַד טרינקען. צוגרייטן אַ ספּעציעל הויך-דרוק טאַנק און קראָם עס אונטער הויך-דרוק טנאָים אַזאַ ווי 45 מפּאַ.
טויאָטאַ, וואָס דעוועלאָפּס ברענוואַרג צעל וועהיקלעס (FCV), איז דעוועלאָפּינג אַ סמאָלע הויך-דרוק הידראָגען טאַנק וואָס קענען וויטסטאַנד 70 מפּאַ דרוק.
אן אנדער מעטאָד איז צו קילן אַראָפּ צו -253°C צו מאַכן פליסיק הידראָגען, און קראָם און אַריבערפירן עס אין ספּעציעל היץ-ינסאַלייטיד טאַנגקס. ווי לנג (ליקוואַפייד נאַטירלעך גאַז) ווען נאַטירלעך גאַז איז ימפּאָרטיד פון אויסלאנד, הידראָגען איז ליקוואַפייד בעשאַס טראַנספּערטיישאַן, רידוסינג זייַן באַנד צו 1/800 פון זייַן גאַז שטאַט. אין 2020, מיר האָבן געענדיקט די וועלט 'ס ערשטער פליסיק הידראָגען טרעגער. אָבער, דער צוגאַנג איז נישט פּאַסיק פֿאַר ברענוואַרג צעל וועהיקלעס ווייַל עס ריקווייערז אַ פּלאַץ פון ענערגיע צו קילן.
עס איז אַ אופֿן פון סטאָרינג און שיפּינג אין טאַנגקס ווי דעם, אָבער מיר זענען אויך דעוועלאָפּינג אנדערע מעטהאָדס פון הידראָגען סטאָרידזש.
די סטאָרידזש אופֿן איז צו נוצן הידראָגען סטאָרידזש אַלויז. הידראָגען האט די פאַרמאָג פון פּענאַטרייטינג מעטאַלס ​​און דיטיריערייטינג זיי. דאָס איז אַ אַנטוויקלונג שפּיץ וואָס איז דעוועלאָפּעד אין די פאַרייניקטע שטאַטן אין די 1960 ס. JJ Reilly עט על. יקספּעראַמאַנץ האָבן געוויזן אַז הידראָגען קענען זיין סטאָרד און באפרייט מיט אַ צומיש פון מאַגניזיאַם און וואַנאַדיום.
נאָך דעם, ער הצלחה דעוועלאָפּעד אַ מאַטעריע, אַזאַ ווי פּאַללאַדיום, וואָס קענען אַרייַנציען הידראָגען 935 מאל זייַן אייגן באַנד.
די מייַלע פון ​​ניצן דעם צומיש איז אַז עס קענען פאַרמייַדן הידראָגען ליקאַדזש אַקסאַדאַנץ (דער הויפּט יקספּלאָוזשאַן אַקסאַדאַנץ). דעריבער, עס קענען זיין בעשאָלעם סטאָרד און טראַנספּאָרטאַד. אָבער, אויב איר זענט נישט אָפּגעהיט און לאָזן עס אין די אומרעכט סוויווע, הידראָגען סטאָרידזש אַלויז קענען מעלדונג הידראָגען גאַז איבער צייַט. נו, אפילו אַ קליין אָנצינדן קענען אָנמאַכן אַ יקספּלאָוזשאַן צופאַל, אַזוי זיין אָפּגעהיט.
עס אויך האט די כיסאָרן אַז ריפּיטיד הידראָגען אַבזאָרפּשאַן און דעסאָרפּטיאָן פירן צו עמבריטטלעמענט און רעדוצירן די אַבזאָרפּשאַן קורס פון הידראָגען.
די אנדערע איז צו נוצן פּייפּס. עס איז אַ צושטאַנד אַז עס מוזן זיין ניט-קאָמפּרעססעד און נידעריק דרוק צו פאַרמייַדן פאַרברעכן פון די פּייפּס, אָבער די מייַלע איז אַז די יגזיסטינג גאַז רערן קענען זיין געוויינט. טאָקיאָ גאס האָט דורכגעפירט קאַנסטראַקשאַן אַרבעט אויף די Harumi FLAG, ניצן שטאָט גאַז פּייפּליינז צו צושטעלן הידראָגען צו ברענוואַרג סעלז.

צוקונפֿט געזעלשאפט באשאפן דורך הידראָגען ענערגיע

צום סוף, לאָמיר באַטראַכטן די ראָלע וואָס הידראָגען קענען שפּילן אין דער געזעלשאַפט.
מער ימפּאָרטאַנטלי, מיר ווילן צו העכערן אַ טשאַד-פריי געזעלשאַפט, מיר נוצן הידראָגען צו דזשענערייט עלעקטרע אַנשטאָט פון היץ ענערגיע.
אנשטאט גרויסע טערמאלע קראפט פלאנצן, האבן טייל הויזגעזינד איינגעפירט סיסטעמען ווי ENE-FARM, וועלכע נוצן הידראָגען וואס מען באקומען דורך רעפארמירן נאטורליכע גאז צו שאפן די נויטיגע עלעקטרע. אָבער, די קשיא פון וואָס צו טאָן מיט די ביי-פּראָדוקטן פון די רעפאָרמינג פּראָצעס בלייבט.

אין דער צוקונפֿט, אויב די סערקיאַליישאַן פון הידראָגען זיך ינקריסיז, אַזאַ ווי ינקריסינג די נומער פון הידראָגען ריפיואַל סטיישאַנז, עס וועט זיין מעגלעך צו נוצן עלעקטרע אָן ימיטינג טשאַד דייאַקסייד. עלעקטרע טראגט גרין הידראָגען, פון קורס, אַזוי עס ניצט עלעקטרע דזשענערייטאַד פון זונשייַן אָדער ווינט. די מאַכט געניצט פֿאַר עלעקטראָליסיס זאָל זיין די מאַכט צו פאַרשטיקן די סומע פון ​​מאַכט דור אָדער צו באַשולדיקן די קריקאָנלאָדלעך באַטאַרייע ווען עס איז רעשט מאַכט פון נאַטירלעך ענערגיע. אין אנדערע ווערטער, די הידראָגען איז אין דער זעלביקער שטעלע ווי די קריקאָנלאָדלעך באַטאַרייע. אויב דאָס כאַפּאַנז, עס וועט יווענטשאַוואַלי זיין מעגלעך צו רעדוצירן טערמאַל מאַכט דור. דער טאָג ווען די ינערלעך קאַמבאַסטשאַן מאָטאָר פארשווינדט פון קאַרס איז שנעל אַפּראָוטשינג.

הידראָגען קענען אויך זיין באקומען דורך אן אנדער וועג. אין פאַקט, הידראָגען איז נאָך אַ ביי-פּראָדוקט פון די פּראָדוקציע פון ​​קאַסטיק סאָדע. צווישן אנדערע זאכן, עס איז אַ ביי-פּראָדוקט פון קאָקס פּראָדוקציע אין פּרעסן. אויב איר שטעלן דעם הידראָגען אין די פאַרשפּרייטונג, איר קענען באַקומען קייפל קוואלן. הידראָגען גאַז געשאפן אין דעם וועג איז אויך סאַפּלייד דורך הידראָגען סטיישאַנז.

לאָמיר קוקן ווײַטער אין דער צוקונפֿט. די סומע פון ​​ענערגיע פאַרפאַלן איז אויך אַ פּראָבלעם מיט די טראַנסמיסיע אופֿן וואָס ניצט ווירעס צו צושטעלן מאַכט. דעריבער, אין דער צוקונפֿט, מיר וועלן נוצן די הידראָגען איבערגעגעבן דורך פּייפּליינז, פּונקט ווי די קאַרבאָניק זויער טאַנגקס געניצט אין מאכן קאַרבאַנייטיד טרינקען, און קויפן אַ הידראָגען טאַנק אין שטוב צו פּראָדוצירן עלעקטרע פֿאַר יעדער הויזגעזינד. רירעוודיק דעוויסעס וואָס לויפן אויף הידראָגען באַטעריז זענען שיין געוויינטלעך. עס וועט זיין טשיקאַווע צו זען אַזאַ אַ צוקונפֿט.