Hydrogen Future

В общем, для перевода автомобилей на водород, получаемый электролизом из воды, количество производимой на планете электроэнергии пришлось бы увеличить в разы (кстати, у электромобилей та же проблема). А учитывая, что большая часть электроэнергии до сих пор вырабатывается тепловыми станциями из того же углеродного сырья, становится непонятно, зачем нужен такой сложный способ сжечь нефть?

Но это лишь одна сторона вопроса. Ведь мало того, что водород надо как-то получить, его еще придется каким-то образом хранить, транспортировать и размещать на борту автомобиля. И с этим у водорода чуть ли не самые большие проблемы. Мы только что подсчитали, что для того, чтобы обеспечить годовую заправку водородом только бензиновых машин и только в США нам понадобится 1,4 миллиарда кубометров этого газа. Да, 10 кг водорода заменяют 40 кг бензина — но они имеют объем 112 000 литров! Это уже не говоря о том, что атом водорода — самый маленький по размерам в химической таблице, а это значит, что он может проникать практически сквозь любое вещество. Иметь бак объемом с железнодорожную цистерну, который при этом все время сочится водородом… Ну, понятно, что это совершенно не из области реального.

Поэтому водород приходится сжижать, что порождает свои проблемы: жидкий водород требует криогенной технологии хранения — термически изолированных контейнеров и чертовски аккуратного обращения. (Вообще, водород, с его способностью просачиваться и умением образовывать гремучий газ, который взрывается чуть ли не от пристального взгляда — тот еще подарок с точки зрения безопасности…) Впрочем, водород можно и просто сжать — затолкать в баллон под давлением, но при обычной температуре. Влезет его меньше, но зато нет проблемы с сохранением холода — (водород в жидком состоянии находится в узком интервале температур: от точки кипения 20К до точки замерзания 17К — это -253 градуса Цельсия, между прочим!) Для хранения газообразного водорода при давлении до 100 Мпа используют стальные баки с многослойными стенками: внутренний слой из аустенитной нержавеющей стали, наружный — из высокопрочной стали. При этом масса водорода при хранении его в баллонах составляет всего-то  2 — 3% от массы самого баллона (в криогенных системах на 1 кг водорода приходится 6 — 8 кг массы криогенного сосуда). Это вам не бензин в канистру налить…

Есть и другой подход — хранение водорода химическим способом. Он базируется на способности некоторых материалов поглощать водород, связывая его либо физически — в порах вещества, либо химически — в легко разложимых (по сравнению с водой) соединениях — гидридах. Спектр предлагаемых веществ и материалов очень широк — от банальнейшего аммиака, который запасает килограмм водорода на 5,65 кг жидкости и разлагается нагревом на дешевом железном катализаторе, до всевозможных нанокомпозитов. Однако само количество предлагаемых решений очевидным образом указывает на то, что хорошего среди них нет. Скажем, весьма перспективный полиметилметакрилат хранит тот же килограмм водорода в 25 килограммах вещества — как бы вы отнеслись к тому, что бак вашей машины, вмещая 40 килограммов бензина, весил бы тонну? А это еще считается очень хорошим показателем…

Поделитесь с друзьями