Gorivo prihodnosti: alternativa

Vodikove gorivne celice so še v zgodnji fazi raziskav. Ta vir energije, ki ga je razvil General Motors, je za povprečnega potrošnika še vedno predrag. Minila bodo leta, preden se bo pojavil v naših garažah

Vodik je najbolj bogat element v naravi. BMW na primer eksperimentira z uporabo vodika v tradicionalnih motorjih. Njegovo skladiščenje in dolivanje goriva sta resna težava.

35 let sem preživel za razvoj nekonvencionalnih vozil. Zadnjih deset sem jih namenil tako, da imajo moji otroci in njihovi vnuki še več možnosti. Nepristranski pristop k tehnologiji je zelo pomemben. Danes na Zemlji živi več kot 6 milijard ljudi in le približno 12% jih ima avtomobile. Razmislimo, kaj se bo zgodilo, če celo majhen del preostalih 88% prebivalstva vozi avtomobil. Očitno je, da energetskih potreb v prihodnosti ni mogoče zadovoljiti le na račun naravnih goriv. Jasno je tudi, da ne glede na to, kako prijazni so danes proizvedeni avtomobili, domači planet ne bo odnesel dodatnih 400–500 milijonov vozil, ki gorijo naravno gorivo.

Potrebujemo alternativne, okolju prijazne vire energije in jih potrebujemo še danes. Naše podjetje, naprave za pretvorbo energije (ECD), skupaj z drugimi podjetji z alternativno energijo, si močno prizadeva za oživitev teh tehnologij. In moram reči, da je napredek v tej smeri impresiven. Z leti so razpravljali o možnostih novih virov energije, kot so vodikovo gorivo, sončne plošče in dolgotrajne baterije, in to se je zdelo kot fikcija iz daljne prihodnosti. Toda danes te tehnologije niso le dokazale, da so vredne - v življenju se že začnejo uvajati.

Doba vodikovega gospodarstva je že prišla

Z vami želim deliti svoje ideje o prihodnosti energije - ne le energije za transport, temveč tudi za dom, za prenosno elektroniko, torej skoraj vse vrste energije, s katerimi se srečujemo v vsakdanjem življenju. Velikokrat me sprašujejo o tako imenovani vodikovi ekonomiji. Kdaj bo prišla? Kako bo videti? Doba vodikovega gospodarstva je že prišla in s tem se vsakodnevno srečujete. Nikelj-kovinske hidridne (NiMH) baterije (mimogrede, prvič jih je ustvaril EDC) se danes uporabljajo v milijardnih izdelkih. Našli jih boste v več deset milijonov prenosnih računalnikov in mobilnih telefonov, v neštetih drugih elektronskih napravah. Presenetljivo bi bilo, če kdo od bralcev te revije doma ne bi imel niti ene naprave, ki uporablja baterije NiMH. Hidridi v njih se uporabljajo, kot morda ugibate, za shranjevanje vodika. Te baterije imajo dvakrat večjo kapaciteto in življenjsko dobo v primerjavi s predhodniki kislinskih svincev, ni jih treba vzdrževati in so veliko varnejše za okolje. Se spomnite, kako ste se morali pri prenosniku ali mobilnem telefonu popolnoma napolniti z nikelj-kadmijevimi baterijami, da ste obnovili svojo zmogljivost? Vendar je bila ta zmogljivost za polovico večja od NiMH. Vse se je spremenilo zahvaljujoč tehnologiji hidrida niklja. Torej se je doba vodikovega gospodarstva že začela in uporaba vodika kot pomembnega vira energije narašča skoraj eksponentno.

Gorivo prihodnosti

Skoraj vsa večja avtomobilska podjetja razvijajo avtomobile s hibridnimi motorji in verjetno ste že slišali zanje. Združujejo majhen motor z notranjim zgorevanjem (ICE) in električni pogon z baterijami. Energija motorja in zavornega sistema avtomobila se uporablja za polnjenje baterij, ki napajajo električni pogon.

Tipični hibridni motorji omogočajo 20-30% učinkovitejšo porabo goriva v primerjavi s tradicionalnimi motorji z notranjim zgorevanjem in v ozračje oddajajo bistveno manj škodljivih snovi. To je velikanski dosežek, glede na to, koliko milijonov dolarjev letno porabimo za komaj opazno povečanje učinkovitosti avtomobilov z izboljšanjem aerodinamike karoserij in posameznih enot.

A to je šele začetek. Kmalu bo mogoče kot del teh hibridnih motorjev uporabiti vodik kot gorivo za ICE, do konca desetletja pa boste morda lahko kupili avtomobil s tako imenovanimi gorivnimi celicami, v katerih sploh ni ICE. Vodik bo uporabil kot vir energije, ki je poceni, varen in izredno okolju prijazen: edine emisije bodo vodne pare, izpušna cev avtomobila pa se bo spremenila v odtok.

Vodik je najpogostejši kemični element na Zemlji: najdemo ga v vodi, olju, zemeljskem plinu. Vemo pa tudi, da je vodik v plinastem stanju izjemno nestanoviten in je že leta največja ovira vodikovemu gospodarstvu.

Nekoč mi je nekdo pripovedoval o znanstveniku Stanfordu Ovshinskemu, ki je razvil metodo za shranjevanje trdnega vodika pri sobni temperaturi (na splošno pri kateri koli temperaturi) in s tem prehod iz prihodne poti v avtocesto spremenil v prihodnost. Stan je trenutno predsednik in izvršni direktor ECD. Pred kratkim ga je revija Time imenovala za "junaka planeta." Njegovi znanstveni pogledi so bili eden od razlogov, da sem prišel do ECD.

Polnjenje vašega avtomobila s trdnim vodikom bo hitro in enostavno in trajalo bo toliko časa kot danes polnjenje z bencinom. Naši poskusi so pokazali, da je mogoče razbiti posodo z vodikom, jo ​​spustiti, prebiti, vreči v ogenj in celo pobrati hidridno spojino v njej - vse brez škode za ljudi in okolje.

Ne samo za avtomobile

Eno glavnih področij uporabe gorivnih celic so prenosni generatorji. Uporabljali se bodo na gradbiščih. Kot glavni vir energije se lahko uporabljajo v oddaljenih stavbah in objektih, ki niso priključeni na elektroenergetska omrežja. Primerni so kot rezervni vir energije v domovih, pisarnah in bolnišnicah, ki zagotavljajo neprekinjeno napajanje med izpadi električne energije. Koristni bodo na območjih, kjer so pogosti trajni izklopi ali padci energije.

Uporaba gorivnih celic je v svetovnem merilu še pomembnejša kot v ZDA. V ZDA je danes velika večina stanovanjskih in poslovnih stavb povezanih s centraliziranimi elektroenergetskimi omrežji, medtem ko je v državah v razvoju število takih priključkov zelo majhno. Nisem sam v napovedi: te države bodo na splošno prestale stopnjo razvoja žičnih električnih omrežij in bodo takoj prešle na uporabo gorivnih celic in drugih tehnologij za proizvodnjo energije. To je učinkovitejša, hitrejša in cenejša rešitev v primerjavi z gradnjo tisoč kilometrov daljnovodov po razgibanem terenu.

Končno pričakujem, da se bodo tam, kjer se danes uporabljajo baterije, pojavile gorivne celice. Na vašem mobilnem telefonu se bo v bližnji prihodnosti lahko pojavila gorivna celica - vsi teoretični in praktični razlogi za to že obstajajo.

Sončna letina

Na začetku članka sem omenil še druge nove tehnologije za pridobivanje energije. Fotovoltaični sistemi (ali sončni paneli) so še ena „tehnologija prihodnosti“, ki se že danes uporablja.

Mnoga mesta uporabljajo sončne panele kot svoj glavni ali rezervni vir električne energije za domove in poslovne stavbe. Če ste bili pred kratkim na morju, ste morda opazili, da se sončna energija uporablja tudi v navigacijskih bojih. Dolgo jih je vojska "v uporabo" prevzela: med operacijo Puščava nevihta so bile poljske radijske postaje opremljene z lahkimi sončnimi paneli ECD.

Tako kot pri gorivnih celicah se je tudi uporaba sončnih celic izjemno povečala. Pred kratkim je ECD v partnerstvu s podjetjem Texaco predlagal projekt oskrbe z energijo na dve hektarji v naftnih poljih v Bakersfieldu v Kaliforniji. Pred tem so za proizvodnjo treh sodov nafte eno zgoreli v generatorju pare. Uporaba sončne energije ne bo samo zmanjšala porabe neobnovljivih virov, temveč bo tudi zmanjšala škodljive emisije in hrup.

Ogromni koraki napredka

Pred petinpetdesetimi leti so ljudje lahko samo sanjali o avtomobilih brez izpušnih plinov in o hišah in celih mestih, ki so se popolnoma oskrbela s soncem. Bilo bi zabavno prelistati vezik Popular Mechanics in prebrati različne napovedi o tem, kdaj in kako bo družba dosegla te čudeže.

Danes se sanje uresničujejo. Težave, ki izhajajo iz uporabe tehnologije, rešuje tehnologija. Dimniki ne predstavljajo več zapravljanja energije. Izpušni plini avtomobilov ne bodo zastrupili okolja. In vse to je naša družba dosegla s tem, da je stopila v prihodnost in se ne umaknila v preteklost.

Članek je bil objavljen v reviji Popular Mechanics (št. 11, november 2002).

Priporočena

Edinstvena Mazda RX-7, ki so jo našli po 35 letih
2019
Egzorcizem v 21. stoletju: telefon izganjati demone
2019
Krokodil ujet v Novosibirsku
2019