Экологические проблемы применения водородного и азотоводородного топлива

Водородное топливо.

С точки зрения энергоемкости, а также эмиссии токсических компонентов в отработавших газах водород является самым лучшим из всех возможных топлив. Молекула водорода - самая простая по своей структуре, и во время ее окисления возникает вода, самое «мягкое» вещество, содержащееся в отработавших газах. Однако азот, содержащийся в воздухе, служит причиной возникновения N0* в двигателях, работающих на водороде. Моторное масло, попадающее в камеру сгорания, служит источником появления в выпускных газах СО и СН в небольших количествах. Водород можно хранить в виде гидридов металлов, но даже применяя эту технологию, количество размещаемого на автомобиле водорода значительно меньше, чем бензина, пропан-бутана или даже сжатого природного газа.

Вероятно, самый большой потенциал, связанный с использованием водорода в качестве автомобильного топлива, скрывается в топливных элементах. Водород в соединении с кислородом (воздухом) применяется для генерации тока в топливном элементе. Эту энергию можно применять для питания автомобилей. Топливные элементы могут заменить батареи в типичных электромобилях и таким образом исключить самую большую проблему, связанную с питанием автомобилей электрическим током, - батарею. Эмиссия водородных двигателей низкая, поэтому можно их применять в автомобилях и устройствах специального назначения, например в шахтах. Нижний предел теплотворной способности водорода равен

120 МДж/кг и примерно в три раза больше, чем у бензина. Двигатели, работающие на водородном топливе, должны иметь КПД выше, чем двигатели с искровым зажиганием или с воспламенением от сжатия. Проблемы, связанные с применением водорода в качестве автомобильного топлива, связаны не с эффективностью или эмиссией токсических компонентов отработавших газов, а связаны с распределением, хранением (на заправочных станциях и в автомобилях) и с безопасностью. Водород можно получить в результате электролиза воды, для чего необходимы затраты большого количества энергии. Возможно также его получение из биомассы в результате гидрирования угля, частичного окисления углеводородного топлива, а также применяя солнечную энергию. Себестоимость этих методов в пересчете на энергетическую единицу в 2-10 раз выше, чем при получении природного газа.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >