Cu toate că hidrogenul este elementul chimic întâlnit în cea mai mare cantitate în Univers, despre avantajele utilizării acestuia se cunoște foarte puțin. Potrivit portalul educativ ”Science for Kids”, în curând vom avea posibilitate de a vedea pe străzi automobile care îl vor folosi în calitate de combustibil.
Prima utilizare a hidrogenului în calitate de combustibil – în 1807
În calitate de combustibil amestecul de hidrogen și oxigen a fost utilizat încă în primele motoare cu ardere internă. Unul din primele motoare de acest gen a fost inventat de Francois Isaac de Rivaz, din Elveția, în îndepărtatul 1807. La acest motor aprinderea se efectua prin scânteie electrică. În 1826, în apropierea Londrei a fost testat automobilul asemănător al lui Samuel Brown. Mai târziu, peste 34 de ani, în Belgia a fost confecționat automobilul lui Etienne Lenoir. Acest vehicul de asemenea consuma hidrogen și era capabil în 3 ore să parcurgă o distanță de aproximativ 9 km. Deoarece obținerea hidrogenului implica cheltuieli mari, s-a renunțat la acest tip de combustibil în favoarea produselor de prelucrare a petrolului.
În anii ’90 a secolului trecut odată cu creșterea emisiilor de CO2 în atmosferă și crearea efectului ”de seră” ce contribuie la creșterea treptată a temperaturii globale, a apărut necesitatea creării unor motoare care nu ar emite în atmosferă dioxid de carbon. În vederea realizării acestui scop s-a mers pe două direcții:
- crearea motoarelor care ar utiliza energia electrică, sau
- a celor care ar utiliza energia provenită din arderea hidrogenului, deoarece în rezultatul acestui proces în mediul extern se elimină apă, care este o substanță neutră din punct de vedere a nocivității.
Motoarele ecologice ce au la bază energia obținută la arderea hidrogenului
Să știți că există o tehnologie care a fost cizelată de producătorii auto de mulți ani: propulsia pe bază de electricitate generată din hidrogen. Mai bine zis, automobilul este propulsat de un electromotor, care îşi produce singur electricitatea din hidrogen. Acesta este stocat în formă gazoasă, în rezervoare speciale.
De ce este atractivă această construcție a motoarelor?
- Deoarece o alimentare cu hidrogen durează doar câteva minute, la fel ca și o alimentare cu un combustibil obișnuit.
- Şi pentru că, dacă hidrogenul e produs şi stocat cu tehnologii moderne, atunci emisiile de CO2 sunt reduse la zero, atât la etapa producţiei de combustibil, cât şi la etapa de consumare a lui.
- Deoarece pentru a produce reacţia cu hidrogenul, aceste automobile folosesc oxigenul din aer, atomii căruia, împreună cu cei de hidrogen formează vapori de apă.
Înlocuirea vehiculelor cu motoare convenționale cu cele ce elimină cantități reduse de CO2 a devenit prioritară pentru guvernele mai multor țări, inclusiv și din Uniunea Europeană. Această prioritate este activ promovată și de către organizațiile neguvernamentale ce promovează diverse moduri de protecție a mediului înconjurător.
Dezavantajele motoarelor cu hidrogen
Această tehnologie este una costisitoare, deoarece pentru fiecare element al sistemului este nevoie de 30-60g de platină. Astfel, sistemul de propulsie pe baza pilei de combustie este de aproximativ 10 ori mai scump, comparativ cu unul electric.
De regulă, hidrogenul este obținut prin electroliză. Pentru a obține cantitățile necesare de hidrogen, însă este nevoie de multă energie electrică, fapt care generează emisii de CO2. Electroliza ar face față din punct de vedere al rentabilității, doar dacă hidrogenul s-ar realiza cu energie regenerabilă.
Un al treilea dezavantaj este infrastructura stațiilor de alimentare cu hidrogen, care este încă slab dezvoltată. De asemenea, s-au înregistrat și cazuri când au avut loc explozii la astfel de stații, de exemplu în Norvegia și în Coreea de Sud.
Mijloace de transport reale, ce utilizează hidrogenul:
În viitorul apropiat de așteptat ca hidrogenul va cuceri acele nișe ale economiei, unde sistemele electrice alimentate de baterii nu pot concura, cum ar fi cazul vehiculelor de transport pentru distanțe lungi, odată ca autonomie și în al doilea rând pentru că nu ar fi rentabil ca acestea să staționeze perioade foarte lungi pentru realimentare.
Tehnologia Fuel Cell a fost încercată la automobile şi la autobuze.
Francezii deja testează trenuri de pasageri, locomotivele cărora utilizează motoare alimentate cu hidrogen. La momentul actual, acestea pot dezvolta o viteză la fel de mare ca cea a locomotivelor diesel. Printre primele trenuri cu locomotivă ce funcționează tehnologie Fuel Cell, este cel creat de compania Alstom. Acest tren, cu 300 de locuri pentru pasageri, parcurge distanțe de până la 800 Km, dezvoltând o viteză de până la 140 km/h. Compania Alstom planifică extinderea și în nordul Germaniei a traseelor acoperite de trenuri alimentate cu hidrogen, dar pentru funcţionarea acestora este necesară utilarea depourilor cu staţii de alimentare specializate.
