Топливо из воды: как его получить и использовать

Отказ от нефти

Человечество уже долгое время ищет способы отказаться от нефти и найти более экологичные и выгодные источники энергии. Кроме того, существует риск, что черное золото может попросту закончиться. Он имеет более серьезные последствия, чем отсутствие бензина или дизеля.

Нефть является основным источником сырья для многих синтетических материалов и продукции: ткань, пластик, бытовая техника и прочие современные вещи. Она представляет собой большую ценность.

Кроме того, привычное нам топливо плохо не только тем, что может закончиться. Оно выделяет углекислый газ в атмосферу, чем провоцирует негативные последствия для климата.

Поэтому ученые ищут энергетические источники, которые не связаны с углеводородами – ни ископаемыми, ни возобновляемыми. Ключевые направления в этом поиске очевидны: энергия атома, солнца, ветра и воды. Однако их нельзя просто взять с собой в автомобиль или поезд.

Энергия должна передаваться через провода, что сопровождается ее потерями. Также ее можно хранить, но здесь нужны емкостные аккумуляторы, хотя и их возможности ограничены. Поэтому, чтобы двигатели в различных машинах работали, нужно что-то, что можно поместить в бак и сжечь.

Водородное топливо: особенности производства

В результате ученые решили сжигать водород. Молекула H2 запасает энергию между атомами водорода. При окислении высвобождается энергия, и получается вода в виде пара или жидкости.

Однако главный нюанс заключается в том, что водорода на Земле в чистом виде крайне мало – всего 0,00005% по объему в сухом воздухе. Соответственно, его нужно генерировать. Существует два способа.

• Из воды. В этом случае она подвергается воздействию электрического тока в процессе электролиза (разложение воды на водород и кислород).
• Из углеводородов. Не самый эффективный вариант, поскольку здесь снова появляется проблема зависимости человечества от ископаемого топлива. Поэтому способ подходит скорее как временное решение.

Соответственно, топливо из воды – более практичное решение. Электролиз возможно проводить в местах, где есть энергия. Например, это могут быть атомные электростанции. Об этом пишет РБК.

Условия для получения топлива из воды

Хранение водорода – задача непростая. Существуют риски взрыва, и подобное уже происходило. В 1937 году дирижабль "Гинденбург" при посадке загорелся и рухнул на землю, что привело к смерти 35 человек. Кроме того, водород занимает очень большой объем.

Хранение топлива из воды решается с помощью химии. Водород хранится в виде различных соединений. Например, это может быть боргидрид натрия. При этом такие вещества-носители как натрий с бором можно использовать повторно.

Кроме того, моторы на водороде работают не так, как двигатели внутреннего сгорания. Они функционируют с помощью топливных элементов. Вместо горения (взаимодействия с кислородом) происходит электрохимическая реакция. Частично этот процесс напоминает зарядку и разрядку аккумуляторов.

Примеры использования топлива из воды

Водород применяется достаточно успешно, но пока в незначительных объемах. Например, по Европе уже ездят несколько сотен автомобилей. Их могло быть больше, но пока нет достаточного количества заправочных водородных станций. Правда, в Дании уже есть общенациональная сеть АЗС. Об этом пишет Euro-Pulse.

В Европейском союзе с 2017 года действует проект H2ME. Благодаря этому по всей Европе строятся водородные станции. Согласно прогнозам ReThink Energy, к 2040 году в ЕС появится примерно 17 млн автомобилей, использующих водородные топливные элементы. При этом с 2035 года, вероятно, в странах Европы нельзя будет купить привычный автомобиль с двигателем внутреннего сгорания.

Не только машины могут ездить на водороде. С 2018 года в Германии действует первый в мире водородный поезд Coradia iLint. Он способен разгоняться до 140 км/ч и преодолевает почти 1000 км без дозаправки. Эти показатели сравнимы с дизельными составами. Это решение стало насколько востребованным, что в производство запустили десятки водородных поездов.

Страны, производящие водород

Если смотреть на страны Евросоюза, то серьезную ставку на "водяное топливо" делают Германия, Португалия, Италия, Испания и Франция. Испания собирается к 2050 году сделать водород основным источником энергии. Благодаря этому она на 100% сократит выбросы углекислого газа.

Однако не только Запад идет по этому пути. Россия также не отстает от глобального тренда. В 2020 году Министерство энергетики РФ разработало дорожную карту "Развитие водородной энергетики в России". Ожидается, что компании "Газпром" и Росатом начнут производство "зеленого" водорода.

Ранее стало известно, что российские разработчики представили первую полностью отечественную водородную заправочную станцию. Profile.ru рассказал, что это такое, и зачем она нужна.