Wodór jest pozyskiwany i wykorzystywany od stuleci – jego początki sięgają wielkiej rewolucji przemysłowej. Głównie to właśnie elektroliza wody pozwala na pozyskiwanie tego pierwiastka z wykorzystaniem zielonej energii z farm fotowoltaicznych czy wiatrowych. Badania nad tą metodą cały czas trwają, by zwiększyć wydajność i opłacalność całego procesu. Sukces w tym zakresie będzie stanowił prawdziwą rewolucję w energetyce oraz ochronie środowiska.
Wodór wodorowi nierówny
Wodór, jako paliwo i nośnik energii, stosowany jest już od ponad 200 lat. Bowiem pierwszy silnik napędzany wodorem powstał jeszcze w 1807 roku. Z czasem na popularności zyskały inne rozwiązania, natomiast ogniwa wodorowe wykorzystywane były tylko w niewielkim zakresie. Sam sposób pozyskiwania wodoru także nie musi być w pełni ekologiczny. Aktualnie 96% produkcji tego pierwiastka opiera się na wykorzystaniu gazu ziemnego. Reforming gazu polega na poddaniu tego gazu działaniu wysokotemperaturowej parze wodnej. W procesie uwalniane są duże ilości dwutlenku węgla, wobec czego trudno nazwać tak powstały wodór przyjazny środowisku. Pierwiastek ten może być pozyskiwany także w drodze zgazowania węgla, jednak nadal rozwiązanie takie nie sprosta aktualnym wymaganiom zielonej energetyki.
Czym jest zielony
Ekologicznym sposobem pozyskania wodoru jest aktualnie jedynie elektroliza wody. Polega ona na rozbijaniu cząsteczek wody na wodór oraz tlen. Taki proces wymaga dostarczenia z zewnątrz dużej ilości energii elektrycznej. Ta może zostać zapewniona przez elektrownie fotowoltaiczne oraz wiatrowe, a zatem wykorzystując inne źródła zeroemisyjne. Tak powstały wodór nazywa się zielonym, ponieważ jest on całkowicie ekologiczny.
Jakie mogą być najważniejsze zastosowania takiego paliwa?
- Napęd pojazdów mechanicznych. Zasięg samochodu byłby porównywalny do aktualnie sprzedawanych aut spalinowych. Tankowanie wodoru także odbywa się znacznie szybciej niż ładowanie baterii.
- Ekologiczny napęd miejski. Efektem pracy ogniwa wodorowego jest jedynie energia oraz woda. Autobusy wodorowe nie generują zanieczyszczeń w miastach, a poziom hałasu jest w ich przypadku znacznie niższy.
- Magazyny energii w energetyce. Nadprodukcja z elektrowni słonecznych może służyć do produkcji zielonego wodoru, bilansując pracę systemu energetycznego.
- Paliwo w zakładach produkcyjnych. Aktualnie wodór w przemyśle wykorzystywany jest głównie do produkcji amoniaku. W przyszłości może stanowić też napęd wielu maszyn przemysłowych czy budowlanych.
Energia z wodoru całkowicie odmieni dzisiejszą energetykę, by stała się ona w pełni ekologiczna oraz bardziej wydajna.
Jak wygląda proces elektrolizy wodoru?
W tym zakresie wprowadzania technologii wodorowych należy się zmierzyć z wysokimi kosztami takiego procesu. Konieczne będzie także zbudowanie całej infrastruktury energetycznej. Na bieżącym etapie jednak naukowcy starają się zwiększyć wydajność procesu elektrolizy. Wymaga ona włożenia do naczynia z wodą katody i anody. Na pierwszej z nich wydziela się wodór (H2O+2e->H2+OH-), natomiast na anodzie – tlen (H2O->O2+2e+2H+). Proces wymuszany jest przez przepływ prądu (elektronów) z anody do katody. Aby zwiększyć wydajność produkcji, stosuje się elektrolit kwasowy lub zasadowy. Dalsze doskonalenie omawianego procesu sprawi, że energetyka wodorowa przyczyni się do zmniejszenia wpływu człowieka na globalne ocieplenie. Sprawi też, że powietrze w miastach będzie mniej zanieczyszczone, a elektrownie – przyjazne ekosystemom, w których pracują. Technologie wodorowe są cały czas rozwijane i dopracowywane. Zajmują się tym między innymi Doliny Wodorowe, a szczególnie podmioty zrzeszone w Centralnej Dolinie Wodorowej (H2cluster.pl).
Zielony wodór: Od elektrolizy do przyszłości energetyki
Odkryj tajemnice elektrolizy wody i zobacz, jak ten proces otwiera drzwi do zrównoważonej przyszłości produkcji energii. Zanurz się w naszej bazie wiedzy!
