מהי אנרגיית מימן וכיצד היא פועלת

1.מהי אנרגיית מימן

מימן, היסוד מספר אחת בטבלה המחזורית, הוא בעל מספר הפרוטונים הנמוך ביותר, רק אחד. אטום המימן הוא גם הקטן והקל ביותר מבין כל האטומים. מימן מופיע על פני כדור הארץ בעיקר בצורתו המשולבת, שהבולט שבהם הוא מים, שהם החומר הנפוץ ביותר ביקום.

למימן יש ערך בעירה גבוה מאוד. השווה את כמות החום הנפלטת משריפת אותה מסה של גז טבעי, בנזין ומימן:

באותם תנאים,

שריפת גרם אחד של גז טבעי, לפי המדידה, כ-55.81 קילוג'ול של חום;

שריפת גרם אחד של בנזין פולטת כ-48.4 קילוג'ול של חום;

שריפת גרם אחד של מימן פולטת כ-142.9 קילוג'ול של חום.

שריפת מימן פולטת פי 2.56 יותר חום מגז טבעי ופי 2.95 יותר חום מבנזין. לא קשה לראות מנתונים אלה שלמימן אכן יש את התכונות הבסיסיות של דלק אידיאלי - ערך בעירה גבוה!

אנרגיית מימן שייכת בעיקר לאנרגיה משנית, והמפתח טמון בשאלה האם להיגיון, לטכנולוגיה ולכלכלה שלה יש את המשמעות והערך של איזון אקולוגי, ניהול סביבתי ושינויי אקלים. אנרגיה משנית שייכת לחוליית הביניים בין אנרגיה ראשונית למשתמשי אנרגיה, וניתן לחלק אותה לשתי קטגוריות: האחת היא "מקור ביצועי תהליך", השנייה היא "אנרגיה המכילה אנרגיית גוף". אין ספק שאנרגיה חשמלית היא "מקור ביצועי התהליך" הנפוץ ביותר, בעוד שבנזין, סולר וקרוסין הם "מקורות האנרגיה האנרגטיים" הנפוץ ביותר.

מנקודת מבט הגיונית, מכיוון שקשה לאחסן "מקורות ביצועי תהליך" ישירות בכמויות גדולות, כלי רכב מודרניים בעלי ניידות חזקה, כגון מכוניות, ספינות ומטוסים, אינם יכולים להשתמש בכמות גדולה של אנרגיה חשמלית מתחנות כוח. במקום זאת, הם יכולים להשתמש רק בכמות גדולה של "אנרגיה המכילה אנרגיה" כגון בנזין, סולר, נפט לתעופה וגז טבעי נוזלי.

עם זאת, מסורת לא תמיד תימשך, ומסורת לא תמיד הגיונית. עם עלייתם ופיתוחם של כלי רכב חשמליים וכלי רכב חשמליים היברידיים, "מקור ביצועי תהליך" יכול גם להחליף את "אנרגיה המכילה אנרגיה". על פי היגיון, עם הצריכה המתמשכת של אנרגיה מאובנית, המשאבים בסופו של דבר יאזלו, ו"אנרגיה המכילה אנרגיה" חדשה תופיע בהכרח, שביניהן אנרגיית מימן היא הנציגה העיקרית.

מימן נמצא בשפע בטבע, ומהווה כ-75 אחוז ממסת היקום. הוא נמצא באופן נרחב באוויר, במים, בדלקים מאובנים ובכל סוגי הפחמימות.

למימן ביצועי בעירה טובים, נקודת הצתה גבוהה, טווח בעירה רחב ומהירות בעירה מהירה. מנקודת מבט של ערך קלורי ובעירה, מימן הוא בהחלט אנרגיה איכותית ויעילה. בנוסף, מימן עצמו אינו רעיל. בנוסף ליצירת מים וכמות קטנה של מימן ניטריד לאחר הבעירה, הוא לא ייצר מזהמים מזיקים לאקולוגיה ולסביבה, ואין פליטת פחמן דו-חמצני. לכן, אנרגיית מימן שייכת לאנרגיה נקייה, שהיא בעלת חשיבות רבה לניהול סביבתי אקולוגי ולהפחתת פליטת פחמן דו-חמצני.

2. תפקיד אנרגיית המימן

לאנרגיית מימן יש שרשרת תעשייתית ענקית הכוללת הכנת מימן, אחסון, הובלה ותדלוק, תאי דלק ויישומי טרמינל.

בייצור חשמל, ניתן להשתמש באנרגיית מימן לייצור חשמל נקי כדי לאזן את הביקוש לחשמל ולפתור את המחסור באספקת החשמל בשעות השיא.

בחימום, ניתן לערבב אנרגיית מימן עם גז טבעי, שהוא אחד ממקורות האנרגיה דלי הפחמן הבודדים שיכולים להתחרות בגז טבעי בעתיד.

במגזר התעופה, הפולט יותר מ-900 מיליון טון פחמן דו-חמצני מדי שנה, אנרגיית מימן היא הדרך העיקרית לפיתוח תעופה דלת פחמן.

בתחום הצבאי, ניתן להשתמש בתאי דלק מימן בתחום הצבאי ויש להם יתרונות של שקט, יכולת לייצר זרם רציף, המרת אנרגיה גבוהה, וזהו תנאי חשוב לחמקנות צוללות.

כלי רכב המונעים על ידי מימן, לרכבי אנרגיה המונעים על ידי מימן יש ביצועי בעירה טובים, הצתה מהירה, ערך קלורי גבוה, עתודות שפע ויתרונות נוספים. לאנרגיית מימן מגוון רחב של מקורות ויישומים, שיכולים להפחית ביעילות את שיעור האנרגיה המאובנים.

שיפור רמת הפיתוח הנקי ופיתוח אנרגיית מימן הם נשא חשוב לבניית מערכת אספקת אנרגיה "משלימה רב-אנרגטית", וכוח מניע מרכזי לטרנספורמציה ושדרוג אנרגטי.