Ang mundo ay nahaharap sa isang hamon ng mga pangangailangan sa enerhiya-pagbalanse ng supply at demand, mga gastos, at epekto sa kapaligiran-at isang potensyal na solusyon sa problemang ito ay hydrogen.
Nangangako ang hydrogen bilang pinagmumulan ng gasolina para sa mga combustion engine, fuel cell, at bilang alternatibo sa natural gas heating. Ang tanging natitira sa pagkasunog nito ay tubig at may ilang mga paraan upang makagawa ng gas nang walang banta ng mga carbon emissions.
Gayunpaman, ang dalisay na hydrogen gas ay magastos upang makagawa ng napapanatiling at mas magastos pa rin sa pag-imbak at transportasyon kumpara sa mga tradisyonal na fossil fuel. Sinusubukan ng mga mananaliksik ng enerhiya na maghanap ng mga pinakamahusay na paraan upang makakuha ng hydrogen pati na rin ang mga pinakapraktikal na pamamaraan para sa transportasyon nito para ito ay maging isang tunay na katunggali sa natural gas o petrochemicals. Mayroong ilang mga paraan upang lapitan ang problemang ito, alamin ang higit pa sa ibaba.
Para sa lahat ng paggamit nito, ang purong diatomic hydrogen ay may mga limitasyon na pumipigil sa pagiging praktikal nito sa mas malalaking sukat. Ang produksyon ng hydrogen fuel ay hindi mahigpit na walang greenhouse gases, at mayroong parehong sustainable at unsustainable. pamamaraan ng produksyon na kailangang isaalang-alang. Ang pinaka-promising sa kasalukuyan ay ang electrolytic splitting ng tubig (gamit ang renewable energy), na gumagawa ng hydrogen at oxygen gases bilang resulta.
Sa paglutas ng problema sa produksyon, ang isyu ng kahusayan ay naganap—sa ambient pressure at temperatura, kulang na lang ang enerhiya sa bawat yunit ng volume ng hydrogen gas upang magbigay ng maihahambing na sukat laban sa mga fossil fuel. Ang density ng enerhiya ng hydrogen gas bawat kilo ay halos tatlong beses kaysa sa tradisyonal na mga gatong, gayunpaman ang makatotohanang kakayahan sa enerhiya bawat litro ay mas maliit ang mga order ng magnitude.
Bagama't ang hydrogen gas ay maaaring i-compress sa ilalim ng mataas na presyon, ito ay nangangailangan ng espesyal na kagamitan pati na rin ang mas maraming enerhiya upang gawin ito, at maaari pa ring makamit ang humigit-kumulang 5% ng hydrogen bawat yunit ng timbang (kung saan ang natitirang 95% ay ang bigat ng presyon ng sisidlan. ). Ang parehong ay masasabi para sa liquefied hydrogen na nangangailangan ng temperatura na –253°C o mas malamig, na nangangailangan ng kagamitan sa paglamig at karagdagang kapangyarihan.
Ang pinakamahusay na solusyon para sa mahusay na paggamit at transportasyon ng hydrogen na natagpuan ng mga siyentipiko ay hindi talaga purong hydrogen. Mayroong mga alternatibo na may maraming potensyal—ibig sabihin, imbakan ng kemikal at pisikal na imbakan.
Ang imbakan ng kemikal ay kung saan ang mga atomo ng hydrogen ay iniimbak sa loob ng mga molekula sa pamamagitan ng mga bono ng kemikal, na ilalabas lamang pagkatapos maganap ang isang kemikal na reaksyon. Maraming potensyal na opsyon para sa mga kemikal na carrier ng hydrogen, gaya ng mga metal hydride o mga organikong molekula (hal. mga alkohol, carbohydrates).
Upang maging pinaka-epektibo, ang isang materyal ay dapat na may kapasidad ng hydrogen na hindi bababa sa 7% ayon sa timbang, at may gumaganang temperatura sa pagitan ng 0 at 100°C. Maraming metal hydride ang nangangailangan ng temperatura na hindi bababa sa 200°C para makapaglabas ng hydrogen. Ang mga organikong hydrocarbon ay nasa katulad na posisyon, na may dagdag na disbentaha ng paglabas ng CO2 bilang isang produkto ng reaksyon.
Ang mga opsyon sa pisikal na pag-iimbak ay nagbibigay-daan sa hydrogen na ma-adsorbed sa ibabaw ng isang materyal sa mas malaking halaga kaysa sa pag-iiwan ng gas na nilalaman mismo. Ang pinakakaraniwan sa mga ito ay napaka-porous na mala-sponge na materyales, tulad ng activated carbon o metal-organic frameworks (MOFs). Ang isang MOF na iniulat noong 2020 ay natagpuan upang makamit ang isang natitirang kapasidad ng hydrogen na 14% ayon sa timbang. Ang limitasyon ng maraming MOF, gayunpaman, ay ang pinakamahusay na gumaganap ng adsorption sa napakababang temperatura (marami sa paligid -200°C) at nawawalan ng bisa habang tumataas ang temperatura.
Ang ammonia ay gumawa na ng pangalan para sa sarili nito bilang isang mahalagang bahagi ng mga pataba, na may pandaigdigang taunang produksyon na lumampas sa 200 milyong tonelada noong 2021. Nagdulot din ito ng inspirasyon bilang isang paraan ng pag-iimbak ng kemikal na hydrogen.
Ang kasalukuyang paraan ng paggawa ng ammonia ay hindi isang berde—ang proseso ng Haber ay nangangailangan ng pagtugon sa nitrogen gas at hydrogen gas nang magkasama sa mataas na temperatura at presyon, kung saan ang hydrogen na pinag-uusapan ay kadalasang mula sa mga fossil fuel. Gayunpaman, ang mga siyentipiko ng enerhiya ay gumagawa ng mga hakbang sa mga alternatibong pamamaraan ng produksyon, tulad ng mga fuel cell at mga reactor ng lamad, na maaaring magbigay sa ammonia ng mas berdeng bakas ng paa para sa mga panggatong, mga pataba, at higit pa.
Ang ammonia ay isang inorganic na molekula, na binubuo ng isang nitrogen atom at tatlong hydrogen atoms. Ang density ng hydrogen na ito ay ginagawa itong isang kaakit-akit na kemikal na carrier ng hydrogen para sa mga layunin ng enerhiya, bilang isang alternatibo sa pagdadala ng purong likidong hydrogen sa paligid. Sa halip na nangangailangan ng mga temperaturang sub –253°C, ang ammonia ay isang likido na nasa –77°C lamang sa presyon ng atmospera, o kasing taas ng –10°C sa ilalim ng bahagyang mas mataas na presyon. Bukod pa rito, ang ammonia ay walang carbon, kaya may malaking potensyal bilang isang carbon-neutral na pinagmumulan ng gasolina. Maaari itong hatiin sa mga hydrogen at nitrogen gas sa isang reverse fuel cell, kung saan ang diatomic nitrogen ay maaari lamang muling sumali sa atmospera nang walang pinsala sa kapaligiran.
Kung gusto mong malaman ang higit pa tungkol sa iba't ibang uri ng mga kemikal, o kung paano mabawasan ang panganib habang nagtatrabaho sa mga kemikal, narito kami para tumulong. Mayroon kaming mga tool upang matulungan ka sa mandatoryong pag-uulat, pati na rin sa pagbuo SDS at Mga Pagsusuri sa Panganib. Mayroon din kaming library ng webinar sumasaklaw sa mga pandaigdigang regulasyon sa kaligtasan, pagsasanay sa software, mga akreditadong kurso, at mga kinakailangan sa pag-label. Para sa karagdagang impormasyon, makipag-ugnayan sa amin ngayon sa sa***@ch*******.net.
Pinagmumulan:
