• Русский

В КФУ обсудили будущее водорода как энергоносителя

В Химическом институте им. А.М.Бутлерова прошла лекция профессора Университета Ростока Сергея Веревкина “Hydrogen or Not(hing)!”.

Как не трудно догадаться, речь на ней шла о водороде, а если быть точнее, то о жидких органических носителях этого химического элемента в качестве источника энергии. Организатором  лекции выступила НИЛ «Реологических и термохимических исследований», приглашенным сотрудником которой и является ученый из Германии.

На протяжении последних десятилетий водород (H2) привлекает все больше и больше внимания как один из самых благоприятных для окружающей среды видов топлива. Дело в том, что и сжигание чистого водорода в качестве продукта реакции производит только воду. Ещё один немаловажный аргумент – его энергетическая плотность. Она более чем в два раза  превышает таковую для природного газа и в три раза – для бензина. Т.е. по сути, мы можем говорить о водороде как о более эффективном энергоносителе. На это свойство Н2 уже давно обратили внимание в космической авиации, где водород  используется в качестве ракетного топлива

Не стоит забывать и тот факт, что водород наиболее распространенный элемент во Вселенной. По существующим оценкам до 90% всех атомов и 75% общей массы вселенной сконцентрировано в молекулярном водороде. К сожалению, количество водорода, находящегося в свободном состоянии, на земле мало и поэтому требуется его производство из других источников. На этом и заострил внимание профессор Университета Ростока Сергей Веревкин. Однако, по словам ученого, производство и хранение водорода являются не единственными важными моментами для производства энергии в будущем. Критическим является также поставка водорода от места его производства к потребителю.

«Если мы взглянем на Сахару,  то увидим что там понатыканы модули солнечных батарей и энергии некуда девать. А если посмотреть на крошечную Исландию с ее многочисленными водопадами, то там можно разместить кучу гидроэлектростанций. И вот вопрос транспортировки получаемой энергии начинает быть проблематичной не только по политическим, но и энергетическим и даже разумным аспектам. Ксожалению, бывают моменты, когда производить электроэнергию не совсем выгодно, т.к. потребность в ней отпадает. И тогда остро встает вопрос, куда ее девать? Как хранить? Каждый решает его по-своему. Мы – химики, и решать его пытаемся с химической точки зрения», – рассказал ученый о своем проекте, который реализует совместно с российскими коллегами.

На данный момент существует порядка двух десятков способов «запихнуть» водород «до востребования». Но профессор Веревкин не стал рассказывать о них подробнее и тем более сравнивать. На суд аудитории он вынес технологию LOHC – жидких органических носителей водорода.

«LOHC – не являются в чем-то лучше или хуже остальных. Это лишь один из векторов развития. Т.е. такая идея или мечта, тут, кому что больше нравится»,- признался Сергей Веревкин.

Об осуществлении своей мечты ученый рассказал на примере бензола, который имеет так называемые двойные связи.Эти двойные связи мы можем насытить водородом, фактически прогидрировать их. И тогда водород уже можно транспортировать. Чтобы высвободить водород запускаем обратный процесс – дегидрирования – и все это зацикливаем. Такая простая схема показывает, что мечта в принципе осуществима. Но тут есть одна маленькая проблема, которую пытаются решить в течении последних 8-10 лет – получение циклогексана после гидрирования не означает, что мы сможем так же легко получить обратно водород. Для этого нужно уже гораздо больше тепла, к тому же, не обойтись без благородных металлов. Таким образом, получаем, что процесс дегидрирования бензола термодинамически невыгоден. В той или иной степени не так эффективны, как хотелось бы, и все последующие поколения LOHC. Как отмечает Сергей Веревкин, их пока 4. Поисками четвертого ученый Университета Ростока предлагает заняться совместными усилиями. Но для этого следует неукоснительно следовать следующим критериям.

Они должны иметь достаточную плотность, храниться при обычных условиях (температуре и давлении), иметь низкую температуру плавления, и в них нужно избегать благородных металлов

В чем же преимущество LOHC? Интеграция LOHC в альтернативную энергетику возможно практически на 100%. Самое главное, они интересны для ниши, где что-то движется, потому что бензоколонка. Например, возможна конкуренция с дизельным топливом, и вообще с топливным направлением. По крайней мере, расход  9 л на 100км – это уже не такая уж и фантастика. Другое преимущество – здесь даже менять ничего не надо – вся инфраструктура уже готова.
Цикл для мобильного применения выглядит так: зарядили, отвезли на заправку, загрузили, проехали свои 500 км, заменили батарею, поехали дальше. И воплощение этой мечты уже не за горами.