Vätebränslen raketer, men vad sägs om kraft för det dagliga livet?

Vätebränslen raketer, men vad sägs om kraft för det dagliga livet? NASA har lanserat alla sina rymdfärjesuppdrag med väte som bränsle. NASA, CC BY

Har du någonsin sett en rymdfärja lansering? Det bränsle som används för att driva dessa enorma strukturer bort från jordens gravitationskraft är Hydrering.

Väte har också potential som en energikälla för våra dagliga aktiviteter - körning, uppvärmning av våra hus och kanske mer.

Denna månad den federala koalitionsregeringen öppnade offentligt samråd om en nationell vätestrategi. Arbetskraften har också lovat avsätta finansiering att utveckla rent väte. COAG: s energiminister möte i december 2018 angav starkt stöd för en väteekonomi.

Men är Australien redo att utforska detta konkurrenskraftiga energifattiga alternativ för bensin, kommersiell, industri och transportsektor?

Det finns två viktiga aspekter för att bedöma vår beredskap för en väteekonomi - teknisk utveckling (kan vi faktiskt göra det?) Och samhällelig acceptans (kommer vi att använda den?).

Är tekniken tillräckligt mogen?

Väteekonomins cykel består av tre viktiga steg:

  • väteproduktion
  • vätelagring och leverans
  • väteförbrukning - omvandla den kemiska energin i väte till andra former av energi.

Väteproduktion

För att väte ska bli ett viktig framtida bränsle är vattenelektrolys troligtvis den bästa produktionsmetoden. I denna process används el till uppdelade vattenmolekyler till väte (HXNUMX) och syre (OXNUMX).

Denna teknik blir kommersiellt genomförbart när el produceras till relativt låga kostnader av förnybara källor som sol och vind. Kostnaderna kan sjunka ytterligare inom en snar framtid när produktionstekniken blir effektivare.

Hur väte skapas och används som en kraftkälla.

Väte lagring och leverans

Effektiv lagring och leverans är avgörande för säker och effektiv hantering av stora mängder väte.

Eftersom det är väldigt lätt har väte konventionellt komprimerats vid högt tryck, eller kondenserat och lagrats vid en extremt låg temperatur av -253 ℃. Att ta dessa steg kräver en extra energiinvestering, så effektiviteten sjunker med upp till 40%. Men nuvarande vätgaslagring och leverans vilar fortfarande på dessa två tekniker - komprimering och kondensering - eftersom de bevisas och stöds av väletablerad infrastruktur och erfarenhet.

Ett annat alternativ som utforskas (men behöver ytterligare utveckling) är att kombinera väte med andra element och sedan släppa det när det behövs för användning.

För närvarande använder de flesta vätgasbränslecellbilar kolfiberarmerade tankar för att lagra högkomprimerad vätgas. Kostnaderna för tankar kommer att behöva sänkas för att göra detta alternativ mer ekonomiskt (för närvarande över några tusentals dollar per enhet).

Att använda väte som bränsle

Det finns två huvudsakliga sätt att konvertera den kemiska energin i väte till användbar energi (elektrisk energi eller värmeenergi). Båda dessa metoder producerar vatten som biprodukt.

Ett primitivt och enkelt sätt att använda väte är att bränna det för att generera värme - precis som om du använder naturgas för matlagning och uppvärmning i ditt hem.

A rättegång planerad för South Australia syftar till att generera väte med förnybar el och sedan injicera det i det lokala gasdistributionsnätet. Detta sätt att "blanda" gaser kan undvika kostnaden för att bygga kostsam leveransinfrastruktur, men kommer att medföra utgifter i samband med modifieringar av befintliga rörledningar. Omfattande studier och testning av denna aktivitet krävs.

När det används i vätgasbränsleceller produceras energi när väte reagerar med syre. Detta är tekniken som används av NASA och andra operatörer i rymduppdrag och av biltillverkare i vätgasbränsleceller. Det är den mest avancerade metoden för vätgasanvändning för tillfället.

Skruva upp ljudet för denna vätgasdrivna lansering.

Det fungerar, men kommer vi att acceptera det?

Säkerhetshänsyn

Som bränsle har väte vissa egenskaper som gör det säkrare att använda än de bränslen som oftast används idag, som diesel och bensin.

Väte är giftigt. Det är också mycket lättare än luft, vilket möjliggör snabb spridning vid läckage. Detta står i kontrast till uppbyggnaden av brandfarliga gaser vid diesel- och bensinläckage, vilket kan orsaka explosioner.

Väte brinner emellertid lätt i luft och tänds lättare än bensin eller naturgas. Det är därför vätebilar har så robusta kolfiberbehållare - för att förhindra läckage.

Där väte används i kommersiella miljöer som bränsle har stränga bestämmelser och effektiva åtgärder fastställts för att förhindra och upptäcka läckor och för att ventilera väte. Hushållstillämpningar av vätebränsle skulle också behöva ta itu med denna fråga.

Påverkan på miljön

Ur ett miljöperspektiv innebär den ideala cykeln i en väteekonomi:

  • väteproduktion genom användning av elektrolys för att dela vatten
  • väteförbrukning genom att reagera den med syre i en bränslecell, vilket producerar vatten som en biprodukt.

Om el för elektrolys genereras från förnybara källor har hela värdekedjan minimal miljöpåverkan och är hållbar.

Att gå närmare en väteekonomi

Billig elektricitet från förnybara energikällor är nyckeln till att göra storskalig väteproduktion via elektrolys till verklighet i Australien. Internationellt är det redan klart - till exempel i Tyskland och Texas - att förnybart väte är kostnadskonkurrenskraftigt i nischapplikationer, även om det ännu inte är för industriell leverans.

Tekniker för lagring och leverans måste förbättras med avseende på kostnad och effektivitet, och tillverkning av vätgasbränsleceller kräver framsteg.

Väte är en önskvärd energikälla eftersom det kan produceras i stora mängder och lagras under lång tid utan kapacitetsförlust. Eftersom det är så lätt är det ett ekonomiskt sätt att transportera energi produceras av förnybara energikällor över stora avstånd (inklusive över hav).

Understöd av avancerad teknik, med starkt stöd från regeringar, och engagemang från många multinationella energi- och bilföretag, kopplar vätgasbränsle förnybar energi till slutanvändare på ett rent och hållbart sätt.

Låt oss se om väte tar fart.Avlyssningen

Om författaren

Zhenguo Huang, universitetslektor, University of Technology Sydney

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

relaterade böcker

Drawdown: Den mest omfattande planen som någonsin föreslagits för att omvända global uppvärmning

av Paul Hawken och Tom Steyer
9780143130444Mot bakgrund av utbredd rädsla och apati har en internationell koalition av forskare, yrkesverksamma och forskare kommit ihop för att erbjuda en rad realistiska och djärva lösningar på klimatförändringen. Ett hundra tekniker och metoder beskrivs här-några är välkända; något du kanske aldrig har hört talas om. De sträcker sig från ren energi för att utbilda flickor i låginkomstländer till markanvändningspraxis som drar kol ut ur luften. Lösningarna finns, är ekonomiskt lönsamma och samhällen runt om i världen håller för närvarande på att anta dem med skicklighet och beslutsamhet. Finns på Amazon

Utformning av klimatlösningar: En policyhandbok för lågkol Energi

av Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Med effekterna av klimatförändringen redan på oss är behovet av att minska de globala utsläppen av växthusgaser inget mindre än brådskande. Det är en skrämmande utmaning, men tekniken och strategierna för att möta den finns idag. En liten uppsättning energipolicy, utformad och implementerad väl, kan leda oss till en framtid med låga koldioxidutsläpp. Energisystem är stora och komplexa, så energipolitiken måste vara fokuserad och kostnadseffektiv. One-size-passar-alla tillvägagångssätt kommer helt enkelt inte att få jobbet gjort. Policymakers behöver en tydlig, omfattande resurs som beskriver energipolitiken som kommer att få störst påverkan på vår klimatframtid och beskriver hur man utformar dessa policyer väl. Finns på Amazon

Detta förändrar allt: Kapitalism vs. Klimat

av Naomi Klein
1451697392In Detta förändrar allt Naomi Klein hävdar att klimatförändringen inte bara är en annan fråga som ska lämnas snyggt mellan skatter och hälsovård. Det är ett larm som kräver att vi fixar ett ekonomiskt system som redan misslyckas på många sätt. Klein bygger noggrant fallet för hur massivt att minska våra utsläpp av växthusgaser är vår bästa chans att samtidigt minska ojämlikheterna i olikheterna, återinföra våra brutna demokratier och bygga om våra slagna lokala ekonomier. Hon avslöjar den ideologiska desperationen av klimatförändringsförnekarna, de geoengineers messianiska vansinne och den tragiska defeatismen av alltför många vanliga gröna initiativ. Och hon visar exakt varför marknaden inte har och kan inte fixa klimatkrisen, men kommer istället att göra saker värre, med alltmer extrema och ekologiskt skadliga utvinningsmetoder, tillsammans med katastrofal katastrofkapitalism. Finns på Amazon

Från Utgivaren:
Inköp på Amazon går för att täcka kostnaden för att få dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, och ClimateImpactNews.com utan kostnad och utan annonsörer som spåra dina surfvanor. Även om du klickar på en länk men inte köper dessa valda produkter, betalar allt annat du köper i samma besök på Amazon oss en liten provision. Det finns ingen extra kostnad för dig, så var vänlig bidra till insatsen. Du kan också använd denna länk att använda till Amazon när som helst så att du kan hjälpa till att stödja våra ansträngningar.

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}

SENASTE FILMER

Metanutsläpp Hit Record Breaking Levels
Metanutsläpp Hit Record Breaking Levels
by Josie Garthwaite
Forskning visar att de globala utsläppen av metan har nått de högsta nivåerna.
kelp forrest 7 12
Hur skogarna i världens hav bidrar till att lindra klimatkrisen
by Emma Bryce
Forskare letar efter hjälp för att lagra koldioxid långt under havsytan.
Små planktongdrivprocesser i havet som fångar två gånger så mycket kol som forskare trodde
Små planktongdrivprocesser i havet som fångar två gånger så mycket kol som forskare trodde
by Ken Buesseler
Havet spelar en viktig roll i den globala koldioxidcykeln. Drivkraften kommer från en liten plankton som producerar ...
Klimatförändringar hotar dricksvattenkvaliteten över de stora sjöarna
Klimatförändringar hotar dricksvattenkvaliteten över de stora sjöarna
by Gabriel Filippelli och Joseph D. Ortiz
"Drick inte / koka inte" är inte vad någon vill höra om sin stads kranvatten. Men de kombinerade effekterna av ...
Att prata om energiförändring skulle kunna bryta klimatdynan
Att prata om energiförändring kan bryta klimatnedgången
by InnerSelf Staff
Alla har energihistorier, vare sig de handlar om en släkting som arbetar på en oljerigg, en förälder som lär ett barn att vända ...
Skördar kan möta dubbla problem från insekter och ett värmande klimat
Skördar kan möta dubbla problem från insekter och ett värmande klimat
by Gregg Howe och Nathan Havko
I årtusenden har insekter och växterna de livnär sig i en co-evolutionär strid: att äta eller inte vara ...
För att nå nollutsläpp måste regeringen ta itu med hinder som stänger folk från elbilar
För att nå nollutsläpp måste regeringen ta itu med hinder som stänger folk från elbilar
by Byt Masrani
Ambisiösa mål har fastställts av de brittiska och skotska regeringarna för att bli netto-noll kolekonomier 2050 och 2045 ...
Våren anländer tidigare i USA, och det är inte alltid goda nyheter
Våren anländer tidigare i USA, och det är inte alltid goda nyheter
by Theresa Crimmins
Över stora delar av Förenta staterna har ett uppvärmningsklimat avancerat vårens ankomst. I år är inget undantag.

SENASTE ARTIKLAR

Två tredjedelar av isisen i Himalaya kan gå förlorade år 2100
Två tredjedelar av isisen i Himalaya kan gå förlorade år 2100
by Ann Rowan
I glaciologiens värld skulle året 2007 gå ner i historien. Det var året ett till synes litet fel i ett större ...
Stigande temps kunde döda miljoner ett år vid århundradets slut
Stigande temps kunde döda miljoner ett år vid århundradets slut
by Edward Lempinen
I slutet av detta århundrade kunde tiotals miljoner människor dö varje år över hela världen till följd av att temperaturerna stiger ...
Nya Zeeland vill bygga ett 100% förnybart elnät, men massiv infrastruktur är inte det bästa alternativet
Nya Zeeland vill bygga ett 100% förnybart elnät, men massiv infrastruktur är inte det bästa alternativet
by Janet Stephenson
Ett föreslaget projekt med flera miljarder dollar för att bygga en pumpad vattenförvaringsanläggning kan göra Nya Zeelands elnät ...
Vindkraftsparker byggda på kolrika torvmyrar förlorar sin förmåga att bekämpa klimatförändringar
Vindkraftsparker byggda på kolrika torvmyrar förlorar sin förmåga att bekämpa klimatförändringar
by Guaduneth Chico et al
Vindkraft i Storbritannien står nu för nästan 30% av all elproduktion. Landbaserade vindkraftverk producerar nu ...
Klimatförnekelse har inte gått bort - Så här ser man argument för att försena klimatåtgärder
Klimatförnekelse har inte gått bort - Så här ser man argument för att försena klimatåtgärder
by Stuart Capstick
I ny forskning har vi identifierat vad vi kallar 12 ”diskurser om försening”. Dessa är sätt att tala och skriva om ...
Rutinmässig gasavskiljning är slös, förorenande och undermålig
Rutinmässig gasavskiljning är slös, förorenande och undermålig
by Gunnar W. Schade
Om du har kört genom ett område där företag utvinner olja och gas från skifferformationer, har du förmodligen sett lågor ...
Flight Shaming: Hur man sprider kampanjen som gjorde att svenskar gav upp flyg för gott
Flight Shaming: Hur man sprider kampanjen som gjorde att svenskar gav upp flyg för gott
by Avit K Bhowmik
Europas stora flygbolag kommer sannolikt att se deras omsättning sjunka med 50% 2020 som ett resultat av COVID-19-pandemin, ...
Kommer klimatet att värma lika mycket som fruktat av vissa?
Kommer klimatet att värma lika mycket som fruktat av vissa?
by Steven Sherwood et al
Vi vet klimatförändringarna när växthusgaskoncentrationerna ökar, men den exakta mängden förväntad uppvärmning kvarstår ...