Dünya, arz ve talebi, maliyetleri ve çevresel etkiyi dengeleyen enerji ihtiyaçları sorunuyla karşı karşıyadır ve bu soruna potansiyel bir çözüm hidrojendir.
Hidrojen, içten yanmalı motorlar, yakıt hücreleri için bir yakıt kaynağı ve doğal gazla ısıtmaya bir alternatif olarak ümit vericidir. Yanmasından kalan tek kalıntı sudur ve gazı karbon emisyonu tehdidi olmadan üretmenin birkaç yolu vardır.
Bununla birlikte, saf hidrojen gazının sürdürülebilir bir şekilde üretilmesi maliyetlidir ve geleneksel fosil yakıtlara kıyasla depolanması ve taşınması hala daha maliyetlidir. Enerji araştırmacıları, doğal gaz veya petrokimya ile gerçek bir rakip olabilmesi için hidrojeni elde etmenin en iyi yollarını ve taşınması için en pratik yöntemleri bulmaya çalışıyorlar. Bu soruna yaklaşmanın birkaç yolu vardır, aşağıda daha fazlasını öğrenin.
Tüm kullanımları için, saf iki atomlu hidrojenin daha büyük ölçeklerde pratik olmasını engelleyen sınırlamaları vardır. Hidrojen yakıtı üretimi kesinlikle sera gazlarından arınmış değildir ve hem sürdürülebilir hem de sürdürülemez. üretim yöntemleri dikkate alınması gerekenler. Şu anda en umut verici olanı, sonuç olarak hidrojen ve oksijen gazları üreten suyun (yenilenebilir enerji kullanılarak) elektrolitik olarak ayrıştırılmasıdır.
Üretim sorunu çözüldüğünde, verimlilik sorunu somutlaşır - ortam basıncı ve sıcaklığında, fosil yakıtlara karşı karşılaştırılabilir bir önlem sağlamak için hidrojen gazının birim hacmi başına yeterli enerji yoktur. Hidrojen gazının enerji yoğunluğu kilogram geleneksel yakıtların neredeyse üç katıdır, ancak başına düşen gerçekçi enerji kapasitesi litre kat kat daha küçüktür.
Hidrojen gazı yüksek basınç altında sıkıştırılabilirken, bunun için özel ekipman ve daha da fazla enerji gerekir ve yine de birim ağırlık başına yalnızca yaklaşık %5 hidrojen elde edilebilir (kalan %95 basınçlı kabın ağırlığıdır). ). Aynı şey -253°C veya daha düşük bir sıcaklık gerektiren, soğutma ekipmanı ve ek güç gerektiren sıvılaştırılmış hidrojen için de söylenebilir.
Bilim adamlarının bulduğu hidrojenin verimli kullanımı ve taşınması için en iyi çözüm aslında saf hidrojen değildir. Kimyasal depolama ve fiziksel depolama gibi çok fazla potansiyele sahip alternatifler var.
Kimyasal depolama, hidrojen atomlarının sadece kimyasal bir reaksiyon gerçekleştikten sonra salınmak üzere kimyasal bağlar yoluyla moleküller içinde depolandığı yerdir. Metal hidritler veya organik moleküller (örn. alkoller, karbonhidratlar) gibi hidrojenin kimyasal taşıyıcıları için pek çok potansiyel seçenek vardır.
En etkili olması için, bir malzemenin hidrojen kapasitesinin ağırlıkça en az %7 olması ve çalışma sıcaklığının 0 ile 100°C arasında olması gerekir. Birçok metal hidrit, hidrojeni serbest bırakmak için en az 200°C'lik bir sıcaklık gerektirir. Organik hidrokarbonlar, CO salma ek dezavantajı ile benzer bir konumdadır.2 reaksiyon ürünü olarak
Fiziksel depolama seçenekleri, hidrojenin bir malzemenin yüzeyine, kendi içinde bulunan gazı bırakmaktan çok daha fazla miktarda adsorbe edilmesine izin verir. Bunların en yaygın olanları, aktif karbon veya metal-organik çerçeveler (MOF'ler) gibi oldukça gözenekli sünger benzeri malzemelerdir. 2020'de bildirilen bir MOF'nin ağırlıkça %14'lük olağanüstü bir hidrojen kapasitesine ulaştığı bulundu. Bununla birlikte, birçok MOF'nin sınırlaması, adsorpsiyonu en iyi şekilde çok düşük sıcaklıklarda (çoğu -200°C civarında) gerçekleştirmeleri ve sıcaklık arttıkça etkinliklerini kaybetmeleridir.
Amonyak, 200'de 2021 milyon tonu aşan küresel yıllık üretimiyle, gübrelerin hayati bir bileşeni olarak şimdiden adından söz ettirdi. Ayrıca, kimyasal hidrojen depolama yöntemi olarak da ilham kaynağı oldu.
Mevcut amonyak üretim yöntemi çevre dostu değildir - Haber süreci, söz konusu hidrojenin çoğunlukla fosil yakıtlardan elde edildiği, nitrojen gazı ve hidrojen gazının yüksek sıcaklık ve basınçlarda birlikte reaksiyona sokulmasını gerektirir. Bununla birlikte, enerji bilimcileri, amonyağa yakıtlar, gübreler ve daha fazlası için daha yeşil bir ayak izi sağlayabilen yakıt hücreleri ve membran reaktörleri gibi alternatif üretim yöntemleriyle ilerleme kaydediyor.
Amonyak, bir nitrojen atomu ve üç hidrojen atomundan oluşan inorganik bir moleküldür. Bu hidrojen yoğunluğu, onu, saf sıvı hidrojenin etrafta taşınmasına bir alternatif olarak, enerji amaçları için çekici bir kimyasal hidrojen taşıyıcısı yapar. -253°C'nin altındaki sıcaklıkları gerektirmek yerine, amonyak atmosferik basınçta yalnızca -77°C'de veya biraz daha yüksek basınçlarda -10°C'ye kadar çıkan bir sıvıdır. Ek olarak, amonyak karbon içermez, bu nedenle karbonsuz bir yakıt kaynağı olarak büyük bir potansiyele sahiptir. Ters yakıt hücresinde hidrojen ve nitrojen gazlarına ayrılabilir, burada iki atomlu nitrojen çevreye zarar vermeden atmosfere kolayca yeniden katılabilir.
Farklı kimyasal türleri hakkında daha fazla bilgi edinmek veya kimyasallarla çalışırken riski nasıl en aza indirebileceğinizi öğrenmek istiyorsanız, size yardımcı olmak için buradayız. Zorunlu raporlama konusunda size yardımcı olacak araçlarımız var. GBF(SDS) ve Risk Değerlendirmeleri. kütüphanemiz de var web seminerleri küresel güvenlik düzenlemelerini, yazılım eğitimini, akredite kursları ve etiketleme gereksinimlerini kapsar. Daha fazla bilgi için, bugün bize ulaşın sa***@ch*********.net.
kaynaklar:
