Στο δρόμο προς την αποθήκευση υδρογόνου;
Το υδρογόνο είναι ένας πολλά υποσχόμενος φορέας καθαρής ενέργειας που έχει τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση στον τρόπο που τροφοδοτούμε τον κόσμο μας. Ωστόσο, μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις για την ευρεία υιοθέτηση του υδρογόνου είναι η δυσκολία αποθήκευσης με ασφαλές και αποτελεσματικό τρόπο.
Υπάρχουν διάφορες μεθόδους για την αποθήκευση του υδρογόνου, το καθένα με τα δικά του πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα. Μερικές από τις πιο συνηθισμένες μέθοδοι αποθήκευσης υδρογόνου περιλαμβάνουν:
* συμπιεσμένο υδρογόνο: Το υδρογόνο μπορεί να συμπιεστεί και να αποθηκευτεί σε δεξαμενές υψηλής πίεσης. Αυτή είναι η πιο συνηθισμένη μέθοδος αποθήκευσης υδρογόνου, αλλά είναι επίσης η λιγότερο αποτελεσματική. Οι δεξαμενές συμπιεσμένου υδρογόνου είναι βαριές και ογκώδεις και μπορούν να αποθηκεύσουν μόνο περιορισμένη ποσότητα υδρογόνου.
* Υγρό υδρογόνο: Το υδρογόνο μπορεί να υγροποιηθεί με ψύξη σε -253 βαθμούς Κελσίου. Το υγρό υδρογόνο είναι πολύ πιο ενεργειακό πυκνό από το συμπιεσμένο υδρογόνο, αλλά είναι επίσης πιο δύσκολο να χειριστεί και να αποθηκευτεί. Οι δεξαμενές υγρού υδρογόνου είναι δαπανηρές και απαιτούν μεγάλη ενέργεια για να λειτουργούν.
* Υδρογόνο στερεάς κατάστασης: Το υδρογόνο μπορεί να αποθηκευτεί σε στερεά μορφή συνδυάζοντάς το με άλλα στοιχεία, όπως υδρίδια άνθρακα ή μετάλλου. Το υδρογόνο στερεάς κατάστασης είναι πολύ ενεργειακή πυκνή, αλλά είναι επίσης δύσκολο να παραχθεί και να απελευθερωθεί το υδρογόνο από το στερεό.
Οι ερευνητές εργάζονται συνεχώς για την ανάπτυξη νέων και αποτελεσματικότερων μεθόδων για την αποθήκευση του υδρογόνου. Ορισμένες από τις πιο ελπιδοφόρες τεχνολογίες αποθήκευσης υδρογόνου περιλαμβάνουν:
* μεταλλικά-οργανικά πλαίσια (MOFS): Τα MOF είναι μια κατηγορία υλικών που έχουν υψηλή επιφάνεια και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αποθήκευση υδρογόνου σε φυσική κατάσταση. Τα MOF είναι ελαφριά και έχουν τη δυνατότητα να αποθηκεύουν μεγάλες ποσότητες υδρογόνου.
* νανοσωλήνες άνθρακα: Οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι μικροσκοπικοί κύλινδροι ατόμων άνθρακα που έχουν υψηλή επιφάνεια. Οι νανοσωλήνες άνθρακα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αποθήκευση υδρογόνου σε φυσικοποιημένη ή χημειοθετημένη κατάσταση. Οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι ισχυροί και ελαφρύς και έχουν τη δυνατότητα να αποθηκεύουν μεγάλες ποσότητες υδρογόνου.
* αμμωνία: Η αμμωνία είναι μια ένωση αζώτου και υδρογόνου. Η αμμωνία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση υδρογόνου σε χημική μορφή. Η αμμωνία είναι εύκολη στη μεταφορά και την αποθήκευση και έχει τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για οχήματα.
Η ανάπτυξη αποτελεσματικών και οικονομικά αποδοτικών μεθόδων αποθήκευσης υδρογόνου είναι κρίσιμη για την ευρεία υιοθέτηση του υδρογόνου ως φορέα καθαρής ενέργειας. Καθώς αυτές οι τεχνολογίες συνεχίζουν να προχωρούν, μπορούμε να περιμένουμε να βλέπουμε υδρογόνο να διαδραματίζει όλο και πιο σημαντικό ρόλο στο ενεργειακό μας μέλλον.
Εδώ είναι ένα χρονοδιάγραμμα μερικών από τα βασικά ορόσημα στην ανάπτυξη τεχνολογιών αποθήκευσης υδρογόνου:
* 1959: Η πρώτη κυψέλη καυσίμου υγρού υδρογόνου αναπτύσσεται.
* 1970: Το πρώτο αυτοκίνητο με υδρογόνο είναι κατασκευασμένο.
* 1977: Το πρώτο μεταλλικό-οργανικό πλαίσιο (MOF) συντίθεται.
* 1991: Το πρώτο νανοσωλήνα άνθρακα συντίθεται.
* 2003: Αναπτύσσεται η πρώτη κυψέλη καυσίμου που τροφοδοτείται με αμμωνία.
* 2010: Το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ εγκαινιάζει το Grand Challenge για την αποθήκευση υδρογόνου.
* 2015: Εισάγεται το πρώτο εμπορικό όχημα με υδρογόνο.
* 2020: Το πρώτο επιβατικό τρένο που τροφοδοτείται με υδρογόνο στον κόσμο τίθεται σε λειτουργία.
Καθώς συνεχίζουμε να σημειώνουμε πρόοδο στην ανάπτυξη τεχνολογιών αποθήκευσης υδρογόνου, μπορούμε να περιμένουμε να βλέπουμε το υδρογόνο να παίζει όλο και πιο σημαντικό ρόλο στο ενεργειακό μας μέλλον.
