Online plus

Tehnologija

415Pregleda

Vodonik – gorivo budućnosti

Ima ga u bezgraničnim količinama u svemiru, a ime mu je vodonik…

Dva rešenja a brojne prepreke
Da li je vodonik gorivo budućnosti? Po mnogima jeste, pa i po potpisniku ovih redova. Trenutno postoje dva tehnološka rešenja u kojima se široko rasprostranjeni hemijski element može koristiti – kroz sagorevanje u cilindrima motora sa unutrašnjim sagorevanjem i kroz hemijsku reakciju sa kiseonikom u gorivnim ćelijama za pokretanje elektromotora.

Vodonik se na našoj planeti ne pojavljuje u prirodnom obliku kao izvor energije, ali jeste nosilac, jer je spojen s drugim elementima. Trenutno se izdvaja iz metana ili fosilnih goriva. Ipak, može biti dobijen iz različitih izvora koji se ne mogu pojedinačno koristiti kao gorivo za pokretanje vozila. Tehnologija za izdvajanje vodonika je u neprestanom razvoju, a ključne stvari se tiču ekonomskog aspekta, naravno, jer je neophodno svesti troškove na minimum, uz mogućnost proizvodnje velikih količina. Glavne prepreke se trenutno tiču male kalorične vrednosti po jedinici zapremine, velike mase tankovanja, skladištenja, transporta i punjenje vodonika u vozila. Investiranje u infrastrukturu je ogromno, a proizvodnja nije ni izbliza dovoljno efikasna.

Vodonik je najprisutniji element u svemiru, kao što je poznato. Međutim, u prirodi se ne nalazi kao posebna supstanca, već je povezan sa drugim elementima sačinjavajući poznata hemijska jedinjenja poput vode, priodnog gasa, metana… Vodonik možemo izdvojiti, razbijajući hemijske veze u molekulima u kojima je prisutan.

Sasvim logično, rešenje se nameće u – vodi. Kada se dva atoma vodonika spoje sa jednim atomom kiseonika, dobijamo vodu. Način na koji se vodonik može izvući iz vode se zove elektroliza, a u tom procesu se upotrebljava elektricitet i katalizator da bi se razdvojili vodonik i kiseonik u vodi.

odonik dobijen iz vode putem elektrolize se može koristiti kao pogonsko gorivo. Nakon što se prikupi, komprimuje se u gas pod visokim pritiskom, ili se hladi do tečnog stanja i pumpa u rezervoar. Kiseonik se takođe može skladištiti ili ispustiti u atmosferu.

Motor sa unutrašnjim sagorevanjem
Motori koji koriste vodonik kao pogonsko gorivo su modifikovane verzije tradicionalnih agregata sa unutrašnji sagorevanjem. Suština je ista, a ona je da gorivo sagoreva u cilindrima i na taj način dobijeni pritisak potiskuje klipove.

Razlika između klasičnog motora i onog koji koristi vodonik uključuje robusnije, tvrđe ventile, snažnije klipnjače, drugačije svećice, viši napon paljenja, brizgaljke goriva za gas a ne tečnost, snažniji materijal za zaptivanje glave motora, modifikovanu (za kompresorske motore) usisnu granu, kompesor sa pozitivnim pritiskom i naravno ulje koje trpi visoke temperature. Sve to bi povećalo troškove za 50 odsto u odnosu na konvencionalni motor. Izlazna snaga motora sa direktnim ubrizgavanjem vodonika je 20 odsto veća u odnosu na benzinski pandan.

Gorivne ćelije
Rešenje sa gorivnim ćelijama je potencijalno, energetski gledajući, veoma efikasno. Međutim, i tu imamo najmanje 4 tehničke prepreke.

Trenutno su gorivne ćelije koje koriste vodonik veoma skupe i osetljive. Procenjeni troškovi za proizvodnju Honde Clarity sa ovakvim pogonom su 300 000 dolara po automobilu. Inženjeri rade na tome da kreiraju jeftine gorivne ćelije koje su dovoljno izdržljive da „prežive“ vožnju po neravninama, kao i vibracije koje se redovno javljaju pri vožnji automobila. Dodatno, mnoga rešenja zahtevaju retke supstance poput platine za ulogu katalizatora. U poslednjih nekoliko godina se razvija nikl nanometal katalizator koji bi spustio troškove.

Temperature ispod 0 ˚C su takođe velika prepreka za rad gorivnih ćelija zbog toga što one funkcionišu u ambijentu vodene pare koja može da dođe u „čvrsto“ stanje ukoliko se gorivne ćelije ne drže iznad tačke smrzavanja. Većina gorivnih ćelija, odnosno postojećih rešenja, ne može da funkcioniše na niskoj temperaturi. Naravno, toplota je nusproizvod procesa u ćelijama, tako da kada se one jednom pokrenu, željena temperatura se održava. Dakle, glavni problem je startovanje kada je hladno.

Naučnici tvrde da su pronašli rešenje
Britanski naučnici su izumeli „veštački benzin“, koji bi mogao da košta tek 1 evro po galonu (4,54 l britanka mera), i to bez ugljenika!

„Veštački benzin“ sa cenom od 22 evro centi bi mogao da se pojavi na tržištu za 3 godine.

Britanski naučnici usavršavaju recept za gorivo bazirano na vodoniku, koje bi bilo upotrebljivo za postojeće motore sa unutrašnjim sagorevanjem, i to po mnogo nižoj ceni od konvencionalnih fosilnih goriva.

Bazirano na vodoniku a ne ugljeniku, novo gorivo neće kao posledicu imati emisiju po zdravlje štetnih gasova, tako da će posledice sem za novčanik, biti pozitivne i kada je reč o životnoj sredini.

Prvi testovi se očekuju sledeće godine, i ukoliko sve bude teklo po planu, novo jeftino gorivo bi se moglo naći na tržištu za 3 do 5 godina.

Profesor Stephen Bennington, šef projekta, je izjavio: „Na neki način, vodonik je savršeno gorivo. Sadrži tri puta više energije od benzina po jedinici mase, a pri sagorevanju proizvodi samo vodu.

Novi materijali za skladištenje vodonika nude realni potencijal kada su u pitanju današnji automobili, avioni, i ostala vozila koje trenutno pokreću ugljovodonici.“

Očekivana cena je 1,5 dolar za galon. Čak i sa uključenim porezima u Velikoj Britaniji, prvobitna cena će verovatno biti oko 70 evro centi, što je manje od polovine cene benzina trenutno. Dakle, to znači da će pun rezervoar od 70 l koštati 49 evra.

Energija iz vodonika može biti iskorišćena kroz sagorevanje gasa ili kombinovanjem sa kiseonikom u gorivnim ćelijama u cilju proizvodnje električne energije. Ono što predstavlja realan problem su trenutne metode za skladištenje vodonika, koje su veoma skupe i ne u potpunosti bezbedne.

Da bi se negativne strane izbegle, naučnici iz Rutherford Appleton laboratorije pri Oksfordskom univerzitetu su pronašli način da „pakuju“ vodonik u sićušne nizove koji mogu biti sipani ili pumpani kao tečnost.

Stephen Voller, šef Cella Energyja je izjavio: „Mi smo razvili mikro nizove koji mogu biti upotrebljeni kod postojećih benzinskih agregata, te u potpunosti zameniti fosilna goriva.

Rane indikacije kažu da mikro nizovi mogu biti korišćeni u postojećim automobilima bez modifikovanja motora. Materijali su bazirani na vodoniku, a pri upotrebi nema ugljenika kao posledice sagorevanja, kao u električnim vozilima.“

Što se autonomije tiče, ona bi bila u ravni sa postojećim gorivima.

Međutim, Edmund King, predsednik britanskog Auto moto saveza je upozorio: „Činjenica da je vodonik jeftiniji trenutno, ne znači da će uvek biti, jer će vlada uskoro staviti svoje ruke na novu tehnologiju i uvesti veće poreze.“ Nekako, mi smatramo da je period od 3 do 5 godina prilično kratak, i prosto je nezamislivo da će se u tako bliskoj budućnosti vodonik „točiti“ na „vodoničnim stanicama“. Ipak, lepo je biti optimista, posebno na duge staze, jer tada taj optimizam poprima mnogo realnije dimenzije. Setimo se samo kapetana Kirka, i tehnoloških rešenja sa Enterprisea, od kojih su neka postala deo današnje svakodnevice…

Pavle Barta
pavle.barta@vrelegume.rs

Ostavite komentar

Top Reviews

Video Widget

gallery