د راتلونکي نسل انرژي هایدروجن په اړه

موږ به "هایډروجن" معرفي کړو، د انرژي راتلونکی نسل چې کاربن غیر جانبدار دی. هایدروجن په دریو ډولونو ویشل شوی دی: "شنه هایدروجن"، "نیلي هایدروجن" او "خړ هایدروجن"، چې هر یو یې د تولید مختلف طریقې لري. موږ به د تولید هر میتود ، فزیکي ملکیتونه د عناصرو په توګه ، د ذخیره کولو/ترانسپورت میتودونه او د کارولو میتودونه هم تشریح کړو. او زه به دا هم معرفي کړم چې ولې دا د راتلونکي نسل غالب انرژي سرچینه ده.

د شنه هایدروجن تولید لپاره د اوبو الیکټرولیس

کله چې د هایدروجن کارول، دا مهمه ده چې "هایډروجن تولید کړئ" په هرصورت. ترټولو اسانه لاره د "اوبو الکترولیز" کول دي. شاید تاسو د ټولګي ښوونځي ساینس کې کړی وي. بیکر د اوبو او الکترودونو سره په اوبو کې ډک کړئ. کله چې یوه بیټرۍ د الکترودونو سره وصل شي او انرژی شي، لاندې عکس العملونه په اوبو او هر الکترود کې واقع کیږي.
په کاتوډ کې، H+ او الکترون د هایدروجن ګاز تولید لپاره یوځای کیږي، پداسې حال کې چې انود اکسیجن تولیدوي. بیا هم، دا طریقه د ښوونځي ساینس تجربو لپاره ښه ده، مګر په صنعتي توګه د هایدروجن تولید لپاره، د لوی پیمانه تولید لپاره مناسب میکانیزمونه باید چمتو شي. دا "پولیمر الکترولیت جھلی (PEM) الکترولیسس" دی.
په دې طریقه کې، یو پولیمر نیمه وړ وړ جھلی چې د هایدروجن ایونونو تیریدو ته اجازه ورکوي د انوډ او کیتوډ تر مینځ شنډ شوی. کله چې د وسیلې په انود کې اوبه واچول شي، د هایدروجن ایونونه چې د الکترولیسس لخوا تولید شوي د نیمه وړ وړ جھلی له لارې کیتوډ ته حرکت کوي، چیرته چې دوی مالیکولر هایدروجن کیږي. له بلې خوا، د اکسیجن آیونونه نشي کولی د نیمه وړ غشا له لارې تیر شي او په انود کې د اکسیجن مالیکولونه شي.
همدارنګه د الکلین اوبو الکترولیزیز کې، تاسو د جلا کونکي له لارې د انود او کیتوډ په جلا کولو سره هایدروجن او اکسیجن رامینځته کوئ چې یوازې د هایدروکسایډ ایونونو له لارې تیریږي. سربیره پردې ، صنعتي میتودونه شتون لري لکه د لوړ تودوخې بخار الیکټرولیسس.
په لویه پیمانه د دې پروسو په ترسره کولو سره، د هایدروجن لوی مقدار ترلاسه کیدی شي. په پروسه کې، د پام وړ اکسیجن هم تولید کیږي (د تولید شوي هایدروجن نیم حجم)، نو دا به د چاپیریال منفي اغیزه ونلري که چیرې اتموسفیر ته خوشې شي. په هرصورت، الیکټرولیسز ډیری بریښنا ته اړتیا لري، نو له کاربن څخه پاک هایدروجن تولید کیدی شي که چیرې دا د بریښنا سره تولید شي چې فوسیل سونګ نه کاروي، لکه د باد توربینونه او سولر پینلونه.
تاسو کولی شئ د پاکې انرژی په کارولو سره د بریښنایی اوبو په واسطه "شنه هایدروجن" ترلاسه کړئ.

د دې شنه هایدروجن لوی تولید لپاره د هایدروجن جنراتور هم شتون لري. د الکترولوزر برخه کې د PEM کارولو سره، هایدروجن په دوامداره توګه تولید کیدی شي.

نیلي هایدروجن د فوسیل سونګ څخه جوړ شوی

نو، د هایدروجن جوړولو نورې لارې کومې دي؟ هایدروجن په فوسیل تیلو کې شتون لري لکه طبیعي ګاز او ډبرو سکرو د اوبو پرته د نورو موادو په توګه. د مثال په توګه، میتان (CH4) په پام کې ونیسئ، د طبیعي ګاز اصلي برخه. دلته څلور هایدروجن اتومونه شتون لري. تاسو کولی شئ د دې هایدروجن په ایستلو سره هایدروجن ترلاسه کړئ.
یو له دې څخه یوه پروسه ده چې د "بھاپ میتان اصلاح" په نوم یادیږي چې بخار کاروي. د دې میتود کیمیاوي فورمول په لاندې ډول دی.
لکه څنګه چې تاسو لیدلی شئ، کاربن مونو اکساید او هایدروجن د یو واحد میتان مالیکول څخه استخراج کیدی شي.
په دې توګه، هایدروجن د پروسو له لارې تولید کیدی شي لکه د طبیعي ګاز او ډبرو سکرو "د بخار اصلاح" او "pyrolysis". "بلیو هایدروجن" په دې ډول تولید شوي هایدروجن ته اشاره کوي.
په هرصورت، په دې حالت کې، کاربن مونو اکسایډ او کاربن ډای اکسایډ د ضمني محصولاتو په توګه تولید کیږي. نو تاسو باید مخکې له دې چې دوی اتموسفیر ته خوشې شي بیا یې ریسایکل کړئ. د محصول کاربن ډای اکسایډ، که بیرته ترلاسه نشي، په هایدروجن ګاز بدلیږي، چې د "خړ هایدروجن" په نوم پیژندل کیږي.

هایدروجن څه ډول عنصر دی؟

هایډروجن 1 اټومي شمیره لري او په تناوبي جدول کې لومړی عنصر دی.
د اتومونو شمیر په کایناتو کې ترټولو لوی دی، چې په ټوله نړۍ کې د ټولو عناصرو شاوخوا 90٪ حسابوي. تر ټولو کوچنی اتوم چې د پروټون او الکترون څخه جوړ دی د هایدروجن اتوم دی.
هایډروجن دوه اسوټوپونه لري چې نیوټرونونه د نیوکلیوس سره تړلي دي. یو نیوټرون بانډ شوی "ډیوټیریم" او دوه نیوټرون بانډ شوی "ټریټیم". دا د فیوژن بریښنا تولید لپاره مواد هم دي.
د لمر په څیر د ستوري دننه، له هایدروجن څخه هیلیم ته اټومي فیوژن ترسره کیږي، کوم چې د ستوري د ځلیدو لپاره د انرژۍ سرچینه ده.
په هرصورت، هایدروجن په ندرت سره په ځمکه کې د ګاز په توګه شتون لري. هایډروجن د نورو عناصرو لکه اوبه، میتان، امونیا او ایتانول سره مرکبات جوړوي. څرنګه چې هایدروجن یو روښنايي عنصر دی، لکه څنګه چې د حرارت درجه لوړیږي، د هایدروجن مالیکولونو حرکت سرعت زیاتیږي، او د ځمکې د جاذبې څخه بهر فضا ته تښتي.

د هایدروجن کارولو څرنګوالی؟ د احتراق له لارې کارول

بیا، "هایډروجن"، چې د راتلونکي نسل انرژي سرچینې په توګه د نړۍ پام ځانته راجلب کړی، څنګه کارول کیږي؟ دا په دوه اصلي لارو کارول کیږي: "احرار" او "د تیلو حجره". راځئ چې د "سوځولو" کارولو سره پیل وکړو.
د احتراق دوه اصلي ډولونه کارول کیږي.
لومړی د راکټ د تیلو په توګه دی. د جاپان H-IIA راکټ د هایدروجن ګاز "مایع هایدروجن" او "مایع اکسیجن" کاروي کوم چې د سونګ په توګه هم په کریوجنیک حالت کې دی. دا دواړه یوځای شوي، او د تودوخې انرژي په هغه وخت کې تولید شوي د اوبو د مالیکولونو انجیکشن ګړندی کوي، چې فضا ته الوتنه کوي. په هرصورت، ځکه چې دا یو تخنیکي پلوه ستونزمن انجن دی، له جاپان پرته، یوازې متحده ایالاتو، اروپا، روسیه، چین او هند په بریالیتوب سره دا تیل یوځای کړي.
دوهم د بریښنا تولید دی. د ګاز توربین بریښنا تولید هم د انرژي تولید لپاره د هایدروجن او اکسیجن ترکیب میتود کاروي. په بل عبارت، دا یو میتود دی چې د هایدروجن لخوا تولید شوي حرارتي انرژي ته ګوري. د حرارتي بریښنا په فابریکو کې، د ډبرو سکرو، تیلو او طبیعي ګازو تودوخه بخار تولیدوي چې توربینونه چلوي. که چیرې هایدروجن د تودوخې سرچینې په توګه وکارول شي، د بریښنا فابریکه به کاربن بې طرفه وي.

د هایدروجن کارولو څرنګوالی؟ د سونګ حجرو په توګه کارول کیږي

د هایدروجن کارولو بله لاره د سونګ حجرو په توګه ده، کوم چې هایدروجن مستقیم په بریښنا بدلوي. په ځانګړې توګه، ټویوټا په جاپان کې د خپل نړیوال تودوخې سره د مبارزې د یوې برخې په توګه د ګازولین موټرو د بدیل په توګه د بریښنایی موټرو (EVs) پرځای د هایدروجن تیلو موټرو ته پام اړولی دی.
په ځانګړې توګه، موږ د برعکس پروسیجر ترسره کوو کله چې موږ د "شنه هایدروجن" د تولید میتود معرفي کوو. کیمیاوي فورمول په لاندې ډول دی.
هایدروجن کولی شي د بریښنا تولید پرمهال اوبه (ګرم اوبه یا بخار) تولید کړي، او دا ارزول کیدی شي ځکه چې دا په چاپیریال باندې بار نه اچوي. له بلې خوا، دا طریقه د 30-40٪ نسبتا ټیټ بریښنا تولید وړتیا لري، او د کتلست په توګه پلاټینیم ته اړتیا لري، په دې توګه ډیر لګښتونو ته اړتیا لري.
اوس مهال، موږ د پولیمر الکترولیت د سونګ حجرو (PEFC) او فاسفوریک اسید د سونګ حجرو (PAFC) کاروو. په ځانګړې توګه، د تیلو سیل موټرونه PEFC کاروي، نو دا تمه کیدی شي چې په راتلونکي کې خپور شي.

ایا د هایدروجن ذخیره کول او ترانسپورت خوندي دی؟

تر اوسه پورې، موږ فکر کوو چې تاسو پوهیږئ چې هایدروجن ګاز څنګه جوړیږي او کارول کیږي. نو تاسو دا هایدروجن څنګه ذخیره کوئ؟ تاسو دا څنګه ترلاسه کوئ چیرې چې تاسو ورته اړتیا لرئ؟ په هغه وخت کې د امنیت په اړه څه؟ موږ به تشریح کړو.
په حقیقت کې، هایدروجن هم یو ډیر خطرناک عنصر دی. د شلمې پیړۍ په پیل کې، موږ هایدروجن د ګاز په توګه په اسمان کې د غبارونو، غبارونو او هوایی کښتیو د تیرولو لپاره کارول، ځکه چې دا خورا رڼا وه. په هرصورت، د می په 6، 1937 کې، د متحده ایالاتو په نیو جرسي کې، د "هینډنبرګ هوایی ډګر" چاودنه وشوه.
د پیښې راهیسې، دا په پراخه کچه پیژندل شوي چې د هایدروجن ګاز خطرناک دی. په ځانګړې توګه کله چې اور لګوي، دا به د اکسیجن سره په شدت سره چاودنه وکړي. له همدې امله، "له اکسیجن څخه لرې وساتئ" یا "د تودوخې څخه لرې وساتئ" اړین دي.
د دې اقداماتو اخیستو وروسته ، موږ د بار وړلو میتود سره راغلو.
هایډروجن د خونې په حرارت کې یو ګاز دی، نو که څه هم دا لاهم یو ګاز دی، دا خورا لوی دی. لومړۍ طریقه دا ده چې د کاربونیټ شوي څښاک جوړولو پر مهال لوړ فشار او د سلنډر په څیر فشار واچوئ. یو ځانګړی لوړ فشار ټانک چمتو کړئ او د لوړ فشار شرایطو لاندې ذخیره کړئ لکه 45Mpa.
ټیوټا، چې د تیلو سیل موټرو (FCV) ته وده ورکوي، د رال لوړ فشار هایدروجن ټانک رامینځته کوي چې د 70 MPa فشار سره مقاومت کولی شي.
بله طریقه دا ده چې د مایع هایدروجن جوړولو لپاره -253 ° C ته یخ کړئ، او په ځانګړي تودوخې موصل شوي ټانکونو کې یې ذخیره او لیږدول. د LNG (مایع طبیعي ګاز) په څیر کله چې طبیعي ګاز له بهر څخه واردیږي، هایدروجن د ترانسپورت په جریان کې مایع کیږي، د هغې حجم د ګاز حالت 1/800 ته راټیټوي. په 2020 کې، موږ د نړۍ لومړی مایع هایدروجن کیریر بشپړ کړ. په هرصورت، دا طریقه د تیلو سیل موټرو لپاره مناسبه نه ده ځکه چې دا د یخولو لپاره ډیرې انرژۍ ته اړتیا لري.
د دې په څیر په ټانکونو کې د ذخیره کولو او بار وړلو میتود شتون لري ، مګر موږ د هایدروجن ذخیره کولو نورې میتودونه هم رامینځته کوو.
د ذخیره کولو طریقه د هایدروجن ذخیره کولو الیاژ کارول دي. هایډروجن د فلزاتو د ننوتلو او خرابولو ملکیت لري. دا یو پرمختیایی لارښود دی چې په متحده ایالاتو کې په 1960s کې رامینځته شوی. JJ Reilly et al. تجربو ښودلې چې هایدروجن د مګنیزیم او وینډیم د مصرع په کارولو سره زیرمه کیدی شي او خوشې کیدی شي.
له هغې وروسته، هغه په ​​بریالیتوب سره یو ماده، لکه پیلاډیم، چې کولی شي د خپل حجم 935 ځله هایدروجن جذب کړي.
د دې الیاژ کارولو ګټه دا ده چې دا کولی شي د هایدروجن لیکي پیښو مخه ونیسي (په عمده ډول د چاودنې پیښې). له همدې امله، دا په خوندي توګه ذخیره او لیږدول کیدی شي. په هرصورت، که تاسو محتاط نه یاست او په غلط چاپیریال کې یې پریږدئ، د هایدروجن ذخیره کولو الیاژ کولی شي د وخت په تیریدو سره هایدروجن ګاز خوشې کړي. ښه، حتی یو کوچنی چنګک کولی شي د چاودنې حادثه رامنځته کړي، نو محتاط اوسئ.
دا یو زیان هم لري چې د بار بار هایدروجن جذب او ډیسورپشن د ګنډلو لامل کیږي او د هایدروجن جذب کچه کموي.
بل د پایپونو کارول دي. یو شرط دا دی چې د پایپونو د ګنډلو د مخنیوي لپاره باید غیر کمپریس شوي او ټیټ فشار وي، مګر ګټه یې دا ده چې موجوده ګاز پایپونه کارول کیدی شي. د توکیو ګاز د هارومي FLAG ساختماني کار ترسره کړ، د ښار د ګاز پایپ لاینونو په کارولو سره د تیلو حجرو ته هایدروجن رسولو.

راتلونکې ټولنه د هایدروجن انرژي لخوا رامینځته شوې

په پای کې، راځئ چې په ټولنه کې د هایدروجن رول په پام کې ونیسو.
تر ټولو مهم دا چې موږ غواړو د کاربن څخه پاکې ټولنې ته وده ورکړو، موږ د تودوخې انرژي پرځای د بریښنا تولید لپاره هایدروجن کاروو.
د لویو حرارتي برښنا بندونو پر ځای، ځینو کورنیو د ENE-FARM په څیر سیسټمونه معرفي کړي، کوم چې د اړتیا وړ بریښنا تولید لپاره د طبیعي ګاز د اصلاح کولو له لارې ترلاسه شوي هایدروجن کاروي. په هرصورت، دا پوښتنه پاتې ده چې د اصلاحاتو پروسې د فرعي محصولاتو سره څه وکړي.

په راتلونکي کې، که پخپله د هایدروجن گردش زیات شي، لکه د هایدروجن د تیلو سټیشنونو شمیر زیاتول، دا به ممکن وي چې د کاربن ډای اکسایډ له جذب پرته د بریښنا کارول ممکن وي. بریښنا شنه هایدروجن تولیدوي، البته، نو دا د لمر یا باد څخه تولید شوي بریښنا کاروي. هغه بریښنا چې د الکترولیسس لپاره کارول کیږي باید د بریښنا تولید مقدار فشارولو یا د بیا چارج وړ بیټرۍ چارج کولو لپاره ځواک وي کله چې د طبیعي انرژي څخه اضافي بریښنا شتون ولري. په بل عبارت، هایدروجن د چارج وړ بیټرۍ په څیر موقعیت کې دی. که دا پیښ شي، نو په پای کې به د حرارتي بریښنا تولید کم شي. هغه ورځ چې د داخلي احتراق انجن د موټرو څخه ورک شي په چټکۍ سره نږدې کیږي.

هایډروجن د بلې لارې له لارې هم ترلاسه کیدی شي. په حقیقت کې، هایدروجن لا تر اوسه د کاسټیک سوډا د تولید محصول دی. د نورو شیانو په مینځ کې، دا د اوسپنې په جوړولو کې د کوک تولید یو ضمني محصول دی. که تاسو دا هایدروجن په ویش کې واچوئ، تاسو به وکولی شئ ډیری سرچینې ترلاسه کړئ. په دې ډول تولید شوي هایدروجن ګاز هم د هایدروجن سټیشنونو لخوا چمتو کیږي.

راځئ چې راتلونکي ته نور هم وګورو. د ورک شوي انرژي مقدار هم د لیږد میتود سره مسله ده چې د بریښنا رسولو لپاره تارونه کاروي. له همدې امله، په راتلونکي کې، موږ به د پایپ لاینونو لخوا لیږدول شوي هایدروجن څخه کار واخلو، لکه د کاربونیک اسید ټانکونه چې د کاربونیک اسید ټانکونه د کاربونیک مشروباتو په جوړولو کې کارول کیږي، او په کور کې د هایدروجن ټانک واخلو ترڅو د هرې کورنۍ لپاره بریښنا تولید کړي. ګرځنده وسایل چې په هایدروجن بیټرۍ چلیږي عام کیږي. دا به په زړه پورې وي چې داسې راتلونکي وګورئ.