10. 3. 2011 | Mladina 10 | Družba
Vodik kot alternativa
Kako daleč smo od široke uporabe vodika kot nosilca energije in kako blizu so prvi demonstracijski projekti v Sloveniji
Polnilnica za vodik v Hamburgu
Vodikovi atomi pomenijo dve tretjini vseh atomov v danes uporabljanih fosilnih gorivih, vsebnost vodika v naših gorivih pa se nenehno povečuje. Premog, prvi fosilni energent, ga vsebuje najmanj, nekoliko več nafta, še več zemeljski plin. Z naraščanjem deleža vodikovih atomov se seveda zmanjšuje vsebnost ogljika. Čisti vodik je tako po mnenju zagovornikov samo logičen korak naprej in zadnja postaja na poti ''razogljičenja''.
Prvi razvojni zagon za široko uporabo vodikovih tehnologij sega v leto 1973, ko je bilo treba zaradi naftne krize, ki jo je povzročil OPEC-ov embargo na izvoz nafte, začeti razmišljati o alternativah, a je takrat cena nafte hitro spet padla in razvoj se je nekoliko upočasnil. Znova so ga spodbudile podnebne spremembe, saj danes vodikove tehnologije veljajo za enega od prihodnjih stebrov nizkoogljične družbe. Še vedno pa precej zaostajajo za drugimi nizko-ogljičnimi rešitvami.
Vodik je leta 1766 odkril Britanec Henry Cavendish, uradno ime (hydrogenum) pa mu je 22 let kasneje podelil znameniti kemik Antoine Laviosier. Elektrolizo, cepljenje vode na vodik in kisik s pomočjo enosmernega električnega toka, so odkrili leta 1800, gorivno celico na vodik so prvič opisali leta 1839, izdelali pa šest let zatem. Zametke tega, kar danes poznamo kot vodikovo ekonomijo, je že leta 1874 v svoji knjigi Skrivnostni otok opisal Jules Verne, sam izraz vodikova ekonomija, s katerim opisujemo celoten nabor možnih uporab vodika v energetske namene, pa je leta 1970 skoval elektrokemik John Bockris.
Vodik je prvi in najlažji element v periodnem sistemu. Je najpogostejši element v vesolju in vir jedrskega goriva za naše sonce. Na Zemlji vodik v samostojni obliki ni dostopen, vedno je vezan v spojine. Za razbitje teh spojin in osvoboditev vodika pa je potrebna energija.
Danes letna proizvodnja vodika znaša več deset milijonov ton, večinoma pa ga uporabljajo v kemični industriji, na primer pri proizvodnji metanola in amonijaka. Kot pogonsko gorivo ga že več kot pol stoletja uporabljajo v vesoljskem programu. Večino vodika danes pridobijo z reformiranjem zemeljskega plina ali drugih ogljikovodikov, za najčistejši vodik pa se uporablja elektroliza vode. To je energetsko najmanj učinkovit postopek, saj za eno enoto energije vodika potrebujemo skoraj dve enoti električne energije. Pri vseh drugih postopkih dobimo več energije, kot je porabimo pri pridobivanju, vendar samo zato, ker je surovina že sama po sebi energetski vir.
Vodik kot pogonsko gorivo lahko izkoriščamo na dva načina - v prirejenih motorjih z notranjim zgorevanjem ali kot reagent v gorivnih celicah. Pri teh gre za obraten postopek od elektrolize - ob vezavi vodika in kisika se sprošča električna energija, »stranski produkt« pa je voda oziroma vodna para. Gorivne celice imajo mnogo večji energetski izkoristek in precej nižjo temperaturo delovanja, zato veljajo za obetavnejšo, a za zdaj tudi za manj dostopno možnost.
Svet
Zakup člankov
Celoten članek je na voljo le naročnikom. Če želite zakupiti članek, je cena 4,2 EUR. S tem nakupom si zagotovite tudi enotedenski dostop do vseh ostalih zaklenjenih vsebin. Kako do tedenskega zakupa?
Pisma bralcev pošljite na naslov pisma@mladina.si. Minimalni pogoj za objavo je podpis z imenom in priimkom ter naslov. Slednji ne bo javno objavljen.