Зберігання водню, електроліз і паливні елементи
Водень: проблема зберігання
6 жовтня 2007 року
Ми повинні дослідити всі можливі форми виробництва та зберігання енергії. Одна з них особливо приваблива. Це електроліз води. Водень є не забруднювальним за своєю суттю пальним, оскільки продуктом його згоряння є... вода. Тож можна дозволити собі мріяти про величезні установки, що займають широкі пустельні простори, на березі моря, які без упину розщеплюють молекули води (наприклад, морської).
Один читач, інженер Ален Гюбрехт із Брюсселя, вносить деякі уточнення щодо водню як пального (зокрема для автомобілів).
DynetekTexaco Ovonic Hydrogen SystemsOvonicsChevronTexaco
Щодо зберігання водню — кілька точніших відомостей:
Більшість автомобілів, що працюють на газоподібному водні, сьогодні оснащені баками на 350 бар (DaimlerChrysler щойно оголосив, що його субпідрядником для 60 F-Cell буде ), але GM уже працює над прототипами з баками на 700 бар. Це має свою ціну, адже всі заправні станції згодом муситимуть оснаститися компресорами на 700 бар, які є дорогими, звідси й зацікавленість рішенням, представленим компанією (TOHS, плодом спільної розробки між та ), яка надійно й компактно зберігає водень за розумнішого тиску 105 бар.
Знаходка TOHS полягає в металевому сплаві, який поглинає водень і віддає його при нагріванні. Ця нова розробка мала б бути продуктивнішою за звичайні металеві гідриди, як засвідчує Toyota Prius, чий тепловий двигун TOHS переробив для роботи на водні. Її бак об'ємом 60 літрів може вмістити 3 кг водню, що дає автомобілю 200 км запасу ходу, тоді як звичайний бак на 350 бар того ж об'єму не дозволив би автомобілю проїхати навіть 100 км.
( ) Перш ніж розглядати масове виробництво транспортних засобів, що працюють на водні, слід поглянути на недоліки водню: вартість виробництва, вартість зберігання та його розподілу. Вартість виробництва водню сягає 8 €/кг у Німеччині. Навіть зважаючи на те, що енергетична цінність одного кілограма водню дорівнює трьом кілограмам бензину, це все одно означає ціну в сім разів вищу за ціну бензину без податків!
Так само зберігання водню на борту автомобіля є дуже дорогим: 1 000 €/кг. Якщо вважати, що для подолання 100 км потрібен один кілограм водню, то для подолання 500 км довелося б завантажити 5 кг водню (залишаю вам порахувати ціну зберігання). Звісно, за кілька років виробники масово випускатимуть водневі автомобілі, що дозволить знизити вартість зберігання (оцінювану в 200–500 € за кг). Американці ж націлилися на вартість близько 70 €/кг до 2015 року.
Крім того, дуже дорогим є не лише зберігання водню, а й сам паливний елемент. Наразі він у 50–100 разів дорожчий за тепловий двигун. Паливний елемент коштує 5 000 €/кВт проти 50 €/кВт (або 37 €/к.с.) для звичайного двигуна. Виробники сподіваються знизити цю ціну до 200–1000 €/кВт до 2010 року. Ціни такі високі, тому що Nafion (полімер, який використовується в ПЕ типу PEMFC) коштує 400 €/м²!
(Джерело:
)
Щодо зберігання водню — кілька точніших відомостей:
Більшість автомобілів, що працюють на газоподібному водні, сьогодні оснащені баками на 350 бар (DaimlerChrysler щойно оголосив, що його субпідрядником для 60 F-Cell буде ), але GM уже працює над прототипами з баками на 700 бар. Це має свою ціну, адже всі заправні станції згодом муситимуть оснаститися компресорами на 700 бар, які є дорогими, звідси й зацікавленість рішенням, представленим компанією (TOHS, плодом спільної розробки між та ), яка надійно й компактно зберігає водень за розумнішого тиску 105 бар.
Знаходка TOHS полягає в металевому сплаві, який поглинає водень і віддає його при нагріванні. Ця нова розробка мала б бути продуктивнішою за звичайні металеві гідриди, як засвідчує Toyota Prius, чий тепловий двигун TOHS переробив для роботи на водні. Її бак об'ємом 60 літрів може вмістити 3 кг водню, що дає автомобілю 200 км запасу ходу, тоді як звичайний бак на 350 бар того ж об'єму не дозволив би автомобілю проїхати навіть 100 км.
( ) Перш ніж розглядати масове виробництво транспортних засобів, що працюють на водні, слід поглянути на недоліки водню: вартість виробництва, вартість зберігання та його розподілу. Вартість виробництва водню сягає 8 €/кг у Німеччині. Навіть зважаючи на те, що енергетична цінність одного кілограма водню дорівнює трьом кілограмам бензину, це все одно означає ціну в сім разів вищу за ціну бензину без податків!
Так само зберігання водню на борту автомобіля є дуже дорогим: 1 000 €/кг. Якщо вважати, що для подолання 100 км потрібен один кілограм водню, то для подолання 500 км довелося б завантажити 5 кг водню (залишаю вам порахувати ціну зберігання). Звісно, за кілька років виробники масово випускатимуть водневі автомобілі, що дозволить знизити вартість зберігання (оцінювану в 200–500 € за кг). Американці ж націлилися на вартість близько 70 €/кг до 2015 року.
Крім того, дуже дорогим є не лише зберігання водню, а й сам паливний елемент. Наразі він у 50–100 разів дорожчий за тепловий двигун. Паливний елемент коштує 5 000 €/кВт проти 50 €/кВт (або 37 €/к.с.) для звичайного двигуна. Виробники сподіваються знизити цю ціну до 200–1000 €/кВт до 2010 року. Ціни такі високі, тому що Nafion (полімер, який використовується в ПЕ типу PEMFC) коштує 400 €/м²!
(Джерело:
)