Источник: Физика и научно-технический прогресс» - Донецк, ДонНТУ 2006г.
На
встрече руководителей ведущих стран мира в Эвиане в
мае 2003г. заявлено, что важной составляющей дальнейшего устойчивого развития
цивилизации становится Водородная энергетика.
В последние десятилетия стала совершенно очевидной ситуация, при которой дальнейшее интенсивное развитие современной энергетики и транспорта ведет человечество к крупномасштабному энергетическому кризису. Учитывая эту тревожную тенденцию, многие ученые и практики обращают свои взоры к водороду, запасы которого в водах Мирового океана неисчерпаемы.
В свободном состоянии и при нормальных условиях водород - бесцветный газ, без запаха и вкуса. Он обычно существует в комбинации с другими элементами, например, кислорода в воде, углерода в метане и в органических соединениях. Поскольку водород химически чрезвычайно активен, но редко присутствует как несвязанный элемент. Водород – экологически самый мягкий источник энергии. Впервые его планируется коммерчески использовать в самолетах, в частности в гиперзвуковых лайнерах, которые будут летать в несколько раз быстрее скорости звука. Количество жертв значительно уменьшится, так как исчезнут проблемы с дыханием, и понизится температура пламени в случае аварии. Если самолет будет заполнен водородом, его вес составит только 20% полного веса машины, поэтому при обнаружении неисправности сразу после взлёта, пилот сможет немедленно посадить лайнер, избежав в дальнейшем возможных осложнений. При сбрасывании водородного топлива, оно просто испарится, не причинив никакого вреда.
Каждый год люди погибают от несчастных случаев, напрямую связанных с бензином и дизельным топливом транспортных средств. Работая на сегодняшних топливах, машины выбрасывают в воздух целый букет различных загрязнителей, одним из которых является ядовитый угарный газ. Он служит причиной смертей как случайных, так и связанных с самоубийствами при помощи выхлопных газов. Если автомобили будут работать на водороде, подобных инцидентов просто не сможет произойти.
Топливная система водородного автомобиля может представлять собой бак с жидким водородом, баллон со сжатым газом или гидридную металлическую «губку». Молекула водорода так мала, что она легко впитывается в пустоты кристаллической решётки многих металлов. Некоторые металлы и сплавы «впитывают» водород, словно губка – воду. Из этих трёх гидридная система является самой безопасной. Даже при самых сильных столкновениях, когда топливный бак будет пробит, сильного пожара не произойдет. машины на сжатом водороде более опасны, чем их собратья, работающие на гидридах или жидком газе. Они действительно могут загореться, но совсем не обязательно, что произойдет взрыв, поскольку водород взрывается только в замкнутом объеме и в смеси с кислородом (воздухом).
В домах электричество, природный газ, мазут или уголь используются для обогрева и приготовления пищи. Дом, снабжаемый водородом, в меньшей степени подвержен опасностям. Каталитическое горение представляет собой наилучший выбор для приготовления пищи, поскольку оно происходит без пламени. Температура пламени при каталитическом горении (150°С) гораздо ниже температуры пламени природного газа или нефтепродуктов (1400°С). Комнаты, обогреваемые каталитическими горелками, будут куда безопаснее, чем те, где есть камины или обогреватели на газе, нефти и угле. Конечно все топлива, включая водород, могут стать причиной пожара. Но если в доме загорится водород, никто не сгорит, разве что окажется в прямом контакте с огнем. Никто не отравится ядовитым дымом, и все смогут укрыться в безопасном месте.
За всю 40-летнюю историю использования водорода в ракетно-космической технике не произошло ни одной аварии, ни одного взрыва по его вине, так как были разработаны эффективные методы крупномасштабного хранения и транспорта жидкого водорода.
В общем случае водород можно транспортировать, хранить и распределять в газообразном виде при низких и высоких давлениях; в сжиженном состоянии при температурах ниже 30К; в химически связанной форме в виде гидридов – при комнатной и более высоких температурах. В последнем случае водород может обратимо поглощать и отдавать материал, а сам материал, как правило, является взрывобезопасным. Например, кусок палладия определенного объема способен поглотить до 800 таких же объемов водорода.