Վերջերս էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների հայտնությունը որոշ չափով հոտ մղեց վռոլիքով մեքենաներին: Այնուամենայնիվ, ջրածինը պատրաստվում է մարտել էլեկտրականության հոտ, և մենք այսօր այս տարրի հեռանկարներին ենք նայում մոլորակի էներգետիկ ապագայում: Ջրածինը տիեզերքի ամենապարզ և ամենատարածված քիմիական տարրն է, որը կազմում է մեզ հայտնի բոլոր նյութերի 74% -ը: Ջրածինն է, որն օգտագործվում է աստղերի, ներառյալ Արևի կողմից, ջերմային միջուկային ռեակցիաների արդյունքում հսկայական քանակությամբ էներգիա արտանետելու համար:
Չնայած իր պարզությանը և տարածվածությանը, ջրածինը Երկրի վրա ազատ ձևով չի հանդիպում: Իր թեթև քաշի պատճառով այն կամ բարձրանում է վերին մթնոլորտ, կամ կապի մեջ է մտնում այլ քիմիական տարրերի հետ, ինչպիսիք են թթվածինը՝ ջուրը կազմելով:
Հետաքրքրությունը ջրածնի նկատմամբ, որպես այլընտրանքային էներգիայի աղբյուր, վերջին տասնամյակների ընթացքում առաջացել է երկու գործոնով: Նախ և առաջինը ՝ հանածո վառելիքի միջոցով շրջակա միջավայրի աղտոտումը, որը էներգիայի հիմնական աղբյուրն է քաղաքակրթության զարգացման այս փուլում: Եվ երկրորդ, այն փաստը, որ հանածո վառելիքի պաշարները սահմանափակ են, և փորձագետները գնահատում են, որ դրանք կորսվելու են մոտ վաթսուն տարվա ընթացքում:
Ջրածինը, ինչպես նաև մի շարք այլ այլընտրանքներ, վերը նշված խնդիրների լուծումն է: Ջրածնի օգտագործումը հանգեցնում է զրոյական աղտոտման, քանի որ արտադրանքի թողարկված էներգիան միայն ջերմությունն ու ջուրն են, որոնք կարող են օգտագործվել այլ նպատակներով: Ջրածնի պաշարները նույնպես դժվար է քայքայել ՝ հաշվի առնելով, որ այն կազմում է տիեզերքում նյութի 74% -ը, իսկ Երկրի վրա այն ջրի մի մասն է, որն ընդգրկում է մոլորակի մակերեսի երկու երրորդը:
Ջրածնի ստացումը
Ի տարբերություն հանածո էներգիայի աղբյուրների (նավթի, ածուխի, բնական գազերի), ջրածինը պատրաստի օգտագործման աղբյուր չէ, բայց համարվում է դրա կրողը: Այսինքն ՝ ջրածինը մաքուր ձևով ինչպես ածուխը վերցնելը և օգտագործել այն էներգիայի համար անհնար է, նախ պետք է ծախսել որոշակի էներգիա, որպեսզի մաքուր ջրածինը ստացվի, որը հարմար է վառելիքի մասնիկնորում օգտագործելու համար:
Այդ պատճառով էլ ջրածինը չի կարելի համեմատել հանածո էներգիայի աղբյուրների հետ, իսկ մարտկոցների հետ համեմատությունը, որոնք առաջին հերթին պետք է լիցքավորվեն, ավելի ճիշտ է: Ճիշտ է, մարտկոցները դադարեցնում են աշխատանքը լիցքաթափվելուց հետո, իսկ ջրածնի տարրերը կարող են էներգիա արտադրել այնքան ժամանակ, քանի դեռ դրանք չեն մատակարարվելու վառելիքի (ջրածնի):
Ջրածնի արտադրության ամենատարածված և էժան մեթոդը գոլորշու վերափոխումն է, որն օգտագործում է ածխաջրածիններ (նյութեր, որոնք բաղկացած են բացառապես ածխածնից և ջրածնից): Ջրի և մեթանի (CH4) բարձր ջերմության արձագանքման ժամանակ արձակվում է մեծ քանակությամբ ջրածին: Այս մեթոդի անբարենպաստությունն այն է, որ ռեակցիայի կողմնակի արտադրանքը ածխաթթու գազն է ,որը կարող է մթնոլորտ մտնել ,այնպես ինչպես հանածո վառելիքները այրելիս, ինչը, համապատասխանաբար, չի նվազեցնում ջերմոցային գազերի արտանետումները `չնայած էներգիայի այլընտրանքային աղբյուր օգտագործելու վրա:
Որպես այլընտրանք հնարավոր է նաև որոշակի բնական գազերի ուղղակի օգտագործումը ջրածնի վառելիքի էլեմենտներում: Սա թույլ է տալիս էներգիա չծախսել գազից ջրածինը ստանալու վրա: Նման վառելիքի էլեմենտների արժեքը կլինի ավելի ցածր, այնուամենայնիվ, բնական գազի վրա աշխատելիս մթնոլորտ կմտնեն նաև ջերմոցային գազերը և այլ թունավոր տարրեր, ինչը նման գազերը ջրածնի ամբողջական փոխարինում չի դարձնում:
Ջրածինը նույնպես կարելի է ձեռք բերել էլեկտրոլիզացման գործընթացում: Երբ էլեկտրական հոսանքը անցնում է ջրի միջով, այն բաժանում է նրան բաղկացուցիչ քիմիական տարրերի, որի արդյունքում նրանք ջրածին և թթվածին են դառնում:
Բացի սովորական մեթոդներից, այժմ ուշադրությամբ ուսումնասիրվում են ջրածնի արտադրության այլընտրանքային եղանակները: Օրինակ ՝ արևի լույսի առկայության դեպքում որոշ ջրիմուռների և բակտերիաների կենսագործունեության արդյունքը կարող է լինել նաև ջրածին: Այս մանրէներից ոմանք կարող են ջրածին արտադրել ուղղակիորեն կենցաղային աղբից: Չնայած այս մեթոդի համեմատաբար ցածր արդյունավետությանը, թափոնները վերամշակելու ունակությունը այն դարձնում է բավականին խոստումնալից, մանավանդ հաշվի առնելով այն փաստը, որ գործընթացի արդյունավետությունը անընդհատ աճում է ՝ բակտերիաների նոր տեսակների ստեղծման արդյունքում:
Վերջերս հորիզոնում հայտնվեց ամոնիակ օգտագործող ջրածնի արտադրության ևս մեկ հեռանկարային մեթոդ (NH3): Այս քիմիականը բաղադրիչներին բաժանելը արտադրում է ազոտի մեկ մասը և ջրածնի երեք մասը: Նման ռեակցիաների լավագույն կատալիզատորը թանկ հազվագյուտ մետաղներն են: Նոր մեթոդը մեկ հազվագյուտ կատալիզատորի փոխարեն օգտագործում է երկու մատչելի և էժան նյութեր ՝ սոդա և ամիդներ: Ավելին, գործընթացի արդյունավետությունը համեմատելի է ամենաարդյունավետ թանկ կատալիզատորների հետ:
Բացի իր ցածր գնից, այս մեթոդը հատկանշական է այն փաստի համար, որ ամոնիակն ավելի հեշտ է պահեստավորել և տեղափոխել, քան ջրածինը: Եվ ճիշտ պահին ջրածինը կարող է ստացվել ամոնիակից `պարզապես սկսելով քիմիական ռեակցիա: Ըստ չհաստատված կանխատեսումների, ամոնիակի օգտագործումը հնարավորություն կտա ստեղծել ռեակտոր, որի ծավալը ոչ ավելի, քան 2 լիտր շիշ է, որը բավարար է ամոնիակ ջրածնի արտադրության համար այն քանակությամբ, որոնք բավարար են նորմալ չափսերի մեքենայի կողմից օգտագործման համար:
Ներկայումս ամոնիակը տեղափոխվում է հսկայական քանակությամբ և լայնորեն օգտագործվում է որպես պարարտանյութ: Հենց այս քիմիական նյութն է, որ հնարավորություն է տալիս աճեցնել Երկրի վրա սննդի գրեթե կեսը, և, հնարավոր է, հետագայում դառնա մարդկության համար էներգիայի ամենակարևոր աղբյուրներից մեկը:
Օգտագործման ոլորտները
Դիմումների ոլորտները
Ջրածնի վառելիքի էլեմենտները կարող են օգտագործվել գրեթե ցանկացած տիպի տրանսպորտի, տների համար նախատեսված կայուն էներգիայի աղբյուրներում, ինչպես նաև փոքր շարժական, երբեմն նաև ձեռքի սարքերում, այլ էլեկտրական սարքեր, որոնք օգտագործվում են այլ շարժական սարքերի կողմից:
Անցյալ դարի 70-ական թվականներին ՆԱՍԱ-ում ջրածինը սկսեց գործածվել հրթիռներ և տիեզերական թռիչքներ դեպի Երկիր ուղեծիր: Ջրածինն օգտագործվում է նաև ավելի ուշ ՝ էլեկտրական հոսանքն ապահովելու համար տափօղակներում, ինչպես նաև ջուրն ու ջերմությունը որպես ռեակցիայի ենթածրագրեր:
Ներկայումս ամենամեծ ջանքերը ուղղված են ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ ջրածնի ՝ որպես վառելիքի խթանմանը:
Թարգմանեց՝ Աստղիկ Ավագյանը
Աղբյուրը՝https://itc.ua/articles/articlesvodorod-toplivo-budushhego/