Правда ли, что водородные топливные ячейки - это тупиковая ветвь технологии, потому что у баллона с водородом слишком низкая удельная энергетическая ёмкость?

429
2
0
18 августа
05:56
август
2015

Правда то, что хранение водорода в баллонах - это тупиковая ветвь для водородных топливных ячеек :) И даже не в связи с емкостью в расчете на вес баллона, а в связи с огромными проблемами с безопасностью. Если баллон, значит, забудьте о машинах, забудьте о жилых помещениях и бытовой технике и т.д.

В связи с этим, сейчас разрабатываются кучи технологий по а) способам получения водорода "на месте" из каких-то менее опасных реагентов, б) различным альтернативным способам хранения водорода. Ветвь исследований а) как самостоятельная сейчас несколько утратила популярность в связи с высокими энергозатратами на выделение водорода. В некоторой степени она слилась с ветокой б), поскольку точную грань между прочным физическим связыванием и химическим связыванием провести трудно. Таким образом, основная задача выглядит так: как найти способ хранения водорода а) безопасный, б) рециклируемый (чтобы можно было заряжать много раз), в) достаточно емкий, г) с низкими энергозатратами на извлечение водорода и во многих случаях - д) быстрой загрузкой водорода после разрядки.

Направления исследования - гидриды (металлов и неметаллов, например, бора), пористые матрицы типа цеолитов или аэрогелей, клатраты на основе льда или льдообразных материалов (достаточно экзотическая штука, но потенциально дают возможность 100% извлечения при комнатной температуре), полимерные матрицы и многое другое. Хорошего во всех отношениях решения на данный момент, насколько я знаю, нет, хотя есть уже даже промышленные технологии хранения на основе гидридов металлов и на основе пористых материалов. Там основная проблема, насколько я понимаю, высокая энергия извлечения и рециклируемость (в первый раз извлекаете 85%, второй 85% от 85% и т.д.).

3
2
август
2015

Не совсем так.

1) Водород может храниться не только в в баллонах, его можно получать прямо на транспорте из углеводородов, аммиака(который можно хранить в составе твёрдой соли, например Mg(NH3)6Cl2), гидразина, BH3NH3, гидридов металлов.

2)У баллона с водородом довольно высокая ёмкость для автомобильного бака, легковому автомобилю хватит килограмма на 100 км, таким образом по закону Клайперона-Менделеева, можно прикинуть, что под давление 300 атмосфер 40 литров хватит на 100 км, а если взять 200 литровый баллон с давлением в 700 атмосфер, то можно получить запас хода под 1000 км. Но у водорода есть другие недостатки - лишние стадии в его получении из метана, зачем это нужно, если можно просто метан в баллон закачать и его прямо сжечь в водородной ячейке, это дешевле, но когда нефть и газ закончатся, то водород может составить неплохую конкуренцию аккумуляторам, к тому же жидкий водород очень лёгкий, что важно для авиации.

Jean Claudeотвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии
1
0
Если вы знаете ответ на этот вопрос и можете аргументированно его обосновать, не стесняйтесь высказаться
Ответить самому
Выбрать эксперта