1.Hvað er vetnisorka
Vetni, frumefni númer eitt í lotukerfinu, hefur lægsta fjölda róteinda, aðeins eitt. Vetnisatómið er einnig minnsta og léttasta atómið allra atóma. Vetni kemur aðallega fyrir á jörðinni í sameinuðu formi, en það áberandi er vatn, sem er útbreiddasta efnið í alheiminum.
Vetni hefur mjög hátt brennslugildi. Berðu saman magn varma sem losnar við brennslu á sama massa af jarðgasi, bensíni og vetni:
Við sömu skilyrði,
Brennsla á einu grammi af jarðgasi, samkvæmt mælingunni, um 55,81 kílójúl af varma;
Brennsla eins gramms af bensíni gefur frá sér um 48,4 kílójúl af varma;
Brennsla á einu grammi af vetni gefur frá sér um 142,9 kílójúl af varma.
Brennsla vetnis gefur frá sér 2,56 sinnum meiri hita en jarðgas og 2,95 sinnum meiri hita en bensín. Það er ekki erfitt að sjá út frá þessum gögnum að vetni hefur grunneiginleika hugsjónareldsneytis – hátt brennslugildi!
Vetnisorka tilheyrir aðallega aukaorku, lykilatriðið liggur í því hvort rökfræði hennar, tækni og hagkerfi hafa þýðingu og gildi fyrir vistfræðilegt jafnvægi, umhverfisstjórnun og loftslagsbreytingar. Aukaorka tilheyrir milliliðnum milli frumorku og orkunotenda og má skipta henni í tvo flokka: annars vegar „framleiðslulind ferlisins“ og hins vegar „orkulind sem inniheldur líkamsorku“. Það er enginn vafi á því að raforka er mest notaða „framleiðslulind ferlisins“, en bensín, dísel og steinolía eru mest notaðar „orkulindir“.
Frá rökréttu sjónarmiði, þar sem erfitt er að geyma „framleiðsluuppsprettur ferlisins“ beint í miklu magni, geta nútíma flutningatæki með mikla hreyfanleika, svo sem bílar, skip og flugvélar, ekki notað mikið magn af raforku frá virkjunum. Í staðinn geta þau aðeins notað mikið magn af „orku sem inniheldur orku“ eins og bensín, dísilolíu, flugvélaolíu og fljótandi jarðgas.
Hins vegar endist hefðin ekki alltaf og hefðin er ekki alltaf rökrétt. Með tilkomu og þróun rafknúinna ökutækja og tvinnbíla getur „framleiðslulind ferlisins“ einnig komið í stað „orku sem inniheldur orku“. Samkvæmt rökréttri röksemdafærslu munu auðlindir að lokum klárast með stöðugri notkun jarðefnaeldsneytisorku og ný „orku sem inniheldur orku“ munu óhjákvæmilega koma fram, þar á meðal er vetnisorka helsta dæmið.
Vetni er mikið að finna í náttúrunni og er áætlað að það sé um 75 prósent af massa alheimsins. Það er víða að finna í lofti, vatni, jarðefnaeldsneyti og alls kyns kolvetnum.
Vetni hefur góða brennslugetu, hátt kveikjumark, breitt eldfimt svið og hraðan brennsluhraða. Frá sjónarhóli hitagildis og brennslu er vetni örugglega hágæða og skilvirk orka. Þar að auki er vetni sjálft ekki eitrað. Auk þess að mynda vatn og lítið magn af vetnisnítríði eftir bruna, mun það ekki framleiða skaðleg mengunarefni fyrir vistfræði og umhverfi, og það er engin losun koltvísýrings. Þess vegna tilheyrir vetnisorka hreinni orku, sem er af mikilli þýðingu fyrir vistfræðilega umhverfisstjórnun og að draga úr losun koltvísýrings.
2. Hlutverk vetnisorku
Vetnisorka hefur gríðarlega iðnaðarkeðju sem nær yfir vetnisframleiðslu, geymslu, flutning og eldsneytisáfyllingu, eldsneytisfrumur og notkun í tengistöðvum.
Í raforkuframleiðslu er hægt að nota vetnisorku til hreinnar raforkuframleiðslu til að jafna orkuþörf og leysa úr orkuskorti á annatíma.
Við kyndingu er hægt að blanda vetnisorku saman við jarðgas, sem er ein af fáum orkugjöfum með lága kolefnislosun sem getur keppt við jarðgas í framtíðinni.
Í fluggeiranum, sem losar meira en 900 milljónir tonna af koltvísýringi á hverju ári, er vetnisorka helsta leiðin til að þróa lágkolefnisflug.
Í hernaðarlegum efnum er hægt að nota vetniseldsneytisfrumur sem eru hljóðlátar, geta framleitt samfelldan straum og hafa mikla orkubreytingu og eru því mikilvæg skilyrði fyrir laumufari kafbáta.
Vetnisorkutæki, vetnisorkutæki hafa góða brunaárangur, hraða kveikju, hátt hitagildi, mikla orkuforða og aðra kosti. Vetnisorka hefur fjölbreytt úrval af orkugjöfum og notkunarmöguleikum sem geta á áhrifaríkan hátt dregið úr hlutfalli jarðefnaeldsneytis.
Að bæta hreina þróun og þróa vetnisorku er mikilvægur þáttur í að byggja upp „fjölorku-samrýmanlegt“ orkukerfi og mikilvægur drifkraftur fyrir orkubreytingu og uppfærslu.
Birtingartími: 19. apríl 2023