В прошлом посте мы разбирались, как устроены водородные автомобили. Главный вывод: внутри них стоит маленький электрохимический завод (топливный элемент), который соединяет водород с кислородом, дает ток и выбрасывает в атмосферу только чистую воду.
Казалось бы – идеальная экологичная сказка! Но у этой сказки есть «грязный» секрет.
Дело в том, что водород в чистом виде на Земле не валяется. Его нужно откуда-то добывать. И в зависимости от способа добычи электрохимики красят этот бесцветный газ во все цвета радуги.
1. «Серый» водород (То, на чем мы ездим сейчас)
Прямо сейчас около 95% всего водорода в мире получают из ископаемого топлива – в основном из природного газа (метана). Этот процесс называется паровой конверсией. Метан нагревают с водяным паром при огромной температуре. На выходе получают водород... и гигантское облако углекислого газа.Таким образом, на каждый килограмм «чистого» серого водорода заводы выбрасывают в атмосферу около 10 кг углекислого газа. Экологический смысл водородного транспорта при таком раскладе полностью теряется – мы просто переносим выхлопную трубу из города на химзавод.
2. «Зеленый» водород (То, к чему мы стремимся)
А вот здесь на сцену выходит чистая электрохимия. Чтобы водород стал по-настоящему экологичным, его нужно добывать с помощью электролиза воды. Мы берем обычную воду, добавляем немного электролита (соли или щелочи) и опускаем в нее два электрода. Пропускаем через них мощный электрический ток. Вода послушно распадается на два чистых газа: на катоде выделяется водород, а на аноде – кислород. Главное условие такого «зеленого» подхода: электрический ток для этого процесса должен приходить не от угольной ТЭЦ, а от «зеленых» источников – ветряков, солнечных батарей или гидроэлектростанций. При таком цикле выбросы вредных веществ равны абсолютному нулю. Мы взяли воду, с помощью солнца разбили ее на газы, сожгли водород в машине, и он снова превратился в воду. Идеальный вечный двигатель экологии!
3. Почему «зеленая» революция буксует?
Если всё так круто, почему заводы до сих пор не перешли на электролиз? Как всегда, всё упирается в экономику и физическую химию:
- Катастрофически дорого. «Зеленый» водород сегодня обходится в 2–3 раза дороже «серого». Электролизеры требуют огромного количества редких и дорогих металлов в качестве катализаторов (например, платины и иридия).
- Потери энергии. Электролиз – дама капризная. Часть электричества неминуемо уходит в пустой нагрев раствора. Терять драгоценную энергию солнца на промежуточные химические процессы просто экономически невыгодно, пока обычные аккумуляторы справляются эффективнее.
4. Вердикт True Elchem
«Зеленый» водород – это не хайп, а долгосрочная инвестиция. Пока литий-ионные батареи крутят колеса легковушек, мировая промышленность (металлургия, производство удобрений, нефтехимия) медленно, но верно заменяет «серый» водород на «зеленый». И именно электрохимики сейчас бьются в лабораториях над тем, чтобы заменить дорогущую платину в электролизерах на дешевый никель или железо.
Как только они это сделают – мир изменится навсегда. 😉
Спасибо, что дочитали. Надеемся, что это было вам полезно и интересно.
Будем рады любой обратной связи!
Подписывайтесь, если не подписаны, и рассказывайте о нас друзьям и коллегам.
#true_тренды #водород #электролиз