Tá an domhan ag tabhairt aghaidh ar dhúshlán a bhaineann le riachtanais fuinnimh - soláthar agus éileamh a chothromú, costais, agus tionchar comhshaoil - agus réiteach féideartha amháin ar an bhfadhb seo ná hidrigin.
Tá hidrigine geallta mar fhoinse breosla d'innill dócháin, cealla breosla, agus mar mhalairt ar théamh gáis nádúrtha. Is é an t-aon iarsma de dhó ná uisce agus tá roinnt bealaí ann chun an gás a tháirgeadh gan bagairt astuithe carbóin.
Mar sin féin, tá sé costasach gás hidrigine íon a tháirgeadh ar bhealach inbhuanaithe agus níos costasaí fós le stóráil agus le hiompar i gcomparáid le breoslaí iontaise traidisiúnta. Tá taighdeoirí fuinnimh ag iarraidh teacht ar na bealaí is fearr chun hidrigin a fháil chomh maith leis na modhanna is praiticiúla chun é a iompar chun go mbeidh sé ina fíor-iomaitheoir le gás nádúrtha nó peitriceimiceach. Tá roinnt bealaí chun dul i ngleic leis an bhfadhb seo, tuilleadh eolais a fháil thíos.
I gcás gach úsáide a bhaineann léi, tá teorainneacha ag hidrigin diatamach íon a chuireann cosc uirthi a bheith praiticiúil ar scálaí níos mó. Níl táirgeadh breosla hidrigine go docht saor ó gháis cheaptha teasa, agus tá inbhuanaithe agus neamh-inbhuanaithe araon modhanna táirgthe a chaithfear a chur san áireamh. Is é an ceann is bisiúla faoi láthair ná scoilteadh leictrealaíoch uisce (ag baint úsáide as fuinneamh in-athnuaite), a tháirgeann gáis hidrigine agus ocsaigine dá bharr.
Agus fadhb an táirgthe réitithe, tagann ceist na héifeachtúlachta chun cinn—ag brú agus teocht chomhthimpeallach, níl go leor fuinnimh in aghaidh an aonaid toirte de ghás hidrigine chun tomhas inchomparáide a sholáthar in aghaidh breoslaí iontaise. Dlús fuinnimh an gháis hidrigine in aghaidh an cileagram beagnach trí huaire níos mó ná breoslaí traidisiúnta, ach an cumas fuinnimh réalaíoch per lítear tá orduithe méide níos lú.
Cé gur féidir an gás hidrigine a chomhbhrú faoi bhrú ard, éilíonn sé seo trealamh speisialaithe chomh maith le fiú níos mó fuinnimh chun é sin a dhéanamh, agus ní féidir leis ach thart ar 5% hidrigine a bhaint amach in aghaidh an aonaid meáchain (i gcás gurb é an 95% atá fágtha meáchan an tsoithigh faoi bhrú ). Is féidir an rud céanna a rá maidir le hidrigin leachtaithe a éilíonn teocht -253 ° C nó níos fuaire, a éilíonn trealamh fuaraithe agus cumhacht breise.
Ní hidrigin íon ar chor ar bith an réiteach is fearr maidir le húsáid éifeachtach agus iompar hidrigine atá aimsithe ag eolaithe. Tá roghanna eile ann a bhfuil go leor féidearthachtaí iontu – is iad sin stóráil cheimiceach agus stóráil fhisiciúil.
Is éard is stóráil cheimiceach ann ná an áit a stóráiltear na hadaimh hidrigine laistigh de mhóilíní trí bhannaí ceimiceacha, le scaoileadh ach amháin tar éis imoibriú ceimiceach. Tá go leor roghanna féideartha ann d’iompróirí ceimiceacha hidrigine, amhail hidrídí miotail nó móilíní orgánacha (eg. alcóil, carbaihiodráití).
Le bheith ar an mbealach is éifeachtaí, ba cheart go mbeadh toilleadh hidrigine 7% ar a laghad de réir meáchain ag ábhar, agus ba cheart go mbeadh teocht oibre idir 0 agus 100°C aige. Teastaíonn teocht 200°C ar a laghad de bharr go leor hidrídí miotail chun hidrigin a scaoileadh. Tá hidreacarbóin orgánacha sa suíomh comhchosúil, leis an míbhuntáiste breise astaithe CO2 mar tháirge imoibrithe.
Trí roghanna fisiceacha stórála is féidir hidrigin a ionsú ar dhromchla ábhair i méideanna i bhfad níos mó ná an gás atá ann féin a fhágáil. Is iad na cinn is coitianta díobh seo ábhair cosúil le spúinse atá thar a bheith scagach, amhail creataí carbóin gníomhachtaithe nó miotail-orgánach (MOFanna). Fuarthas amach go raibh acmhainn hidrigine den scoth 2020% de réir meáchain bainte amach ag MOF a tuairiscíodh in 14. Is é an teorannú ar go leor MOFanna, áfach, ná go ndéanann siad asaithe is fearr ag teochtaí an-íseal (go leor timpeall -200 °C) agus go gcaillfidh siad éifeachtúlacht de réir mar a mhéadaíonn an teocht.
Tá ainm bainte amach ag amóinia cheana féin mar chomhpháirt ríthábhachtach de leasacháin, le táirgeadh bliantúil domhanda níos mó ná 200 milliún tonna in 2021. Spreag sé inspioráid freisin mar mhodh stórála ceimiceach hidrigine.
Ní hé an modh táirgthe amóinia atá ann faoi láthair ná modh glas - is éard atá i gceist le próiseas Haber ná gás nítrigine agus gás hidrigine a imoibriú le chéile ag teochtaí agus brúnna arda, áit a dtagann an hidrigin atá i gceist go minic ó bhreoslaí iontaise. Mar sin féin, tá dul chun cinn á dhéanamh ag eolaithe fuinnimh le modhanna eile táirgthe, amhail cealla breosla agus imoibreoirí membrane, a fhéadfaidh lorg amóinia níos glaise a thabhairt do bhreoslaí, leasacháin agus eile.
Is móilín neamhorgánach é amóinia, comhdhéanta d'adamh nítrigine amháin agus trí adamh hidrigine. Déanann an dlús hidrigine seo iompróir ceimiceach tarraingteach hidrigineach chun críocha fuinnimh, mar mhalairt ar hidrigin leachtach íon a iompar timpeall. Seachas teochtaí faoi –253°C a éileamh, ní leacht í amóinia ach –77°C ag brú an atmaisféir, nó chomh hard le –10°C faoi bhrúnna beagán níos airde. Ina theannta sin, níl aon charbón ag amóinia, agus mar sin tá cumas iontach aige mar fhoinse breosla neodrach ó thaobh carbóin de. Is féidir é a roinnt ina gháis hidrigine agus nítrigine i gcill bhreosla droim ar ais, áit ar féidir le nítrigin diatomic dul isteach arís san atmaisféar gan aon dochar don chomhshaol.
Más mian leat tuilleadh eolais a fháil faoi chineálacha éagsúla ceimiceán, nó conas an riosca a laghdú agus tú ag obair le ceimiceáin, táimid anseo chun cabhrú leat. Tá uirlisí againn chun cabhrú leat le tuairisciú éigeantach, chomh maith le giniúint SDS agus Measúnuithe Riosca. Tá leabharlann againn freisin de webinars ag clúdach rialacháin sábháilteachta domhanda, oiliúint bogearraí, cúrsaí creidiúnaithe, agus ceanglais lipéadaithe. Le haghaidh tuilleadh eolais, déan teagmháil linn inniu ag sa ***@ch *******.net.
Foinsí:
