Waterstofbrandstoffen raketten, maar hoe zit het met macht voor het dagelijks leven?

Waterstofbrandstoffen raketten, maar hoe zit het met macht voor het dagelijks leven? NASA heeft al zijn ruimteveermissies gelanceerd met waterstof als brandstof. NASA, CC BY

Heb je ooit een gekeken ruimteveer lancering? De brandstof die wordt gebruikt om deze enorme structuren weg te duwen van de zwaartekracht van de aarde is waterstof.

Waterstof heeft ook potentieel als energiebron voor onze dagelijkse activiteiten - autorijden, onze huizen verwarmen en misschien nog meer.

Deze maand de federale coalitieregering openbare raadpleging geopend op een nationale waterstofstrategie. Arbeid heeft ook toegezegd financiering opzij zetten om schone waterstof te ontwikkelen. De COAG Energy Ministers bijeenkomst in december 2018 aangegeven krachtige steun voor een waterstofeconomie.

Maar is Australië klaar om dit concurrerende, koolstofarme energie-alternatief voor residentiële, commerciële, industriële en transportsectoren te verkennen?

Er zijn twee belangrijke aspecten bij het beoordelen van onze gereedheid voor een waterstofeconomie: technologische vooruitgang (kunnen we het eigenlijk wel?) En maatschappelijke acceptatie (zullen we het gebruiken?).

Is de technologie volwassen genoeg?

De waterstofeconomiecyclus bestaat uit drie belangrijke stappen:

  • waterstofproductie
  • waterstofopslag en -levering
  • waterstofverbruik - het omzetten van de chemische energie van waterstof in andere vormen van energie.

Waterstofproductie

Om waterstof een belangrijke toekomstige brandstof te laten worden, is waterelektrolyse waarschijnlijk de beste productiemethode. In dit proces wordt elektriciteit gebruikt gesplitste watermoleculen in waterstof (H₂) en zuurstof (O₂).

Deze technologie wordt commercieel haalbaar wanneer elektriciteit tegen relatief lage kosten wordt geproduceerd door hernieuwbare bronnen zoals zonne- en wind. De kosten kunnen in de nabije toekomst verder dalen naarmate de productietechnologie efficiënter wordt.

Hoe waterstof wordt gemaakt en gebruikt als energiebron.

Opslag en levering van waterstof

Effectieve opslag en levering zijn van vitaal belang voor de veilige en efficiënte verwerking van grote hoeveelheden waterstof.

Omdat het erg licht is, is waterstof conventioneel onder hoge druk gecomprimeerd of vloeibaar gemaakt en opgeslagen bij een extreem lage temperatuur van -253 ° C. Het nemen van deze stappen vereist een extra investering in energie, dus de efficiëntie daalt tot 40%. Maar de huidige waterstofopslag en -levering berust nog steeds op deze twee technologieën - compressie en liquefactie - omdat ze zijn bewezen en worden ondersteund door een gevestigde infrastructuur en ervaring.

Een andere optie die wordt onderzocht (maar verdere ontwikkeling behoeft) is om waterstof te combineren met andere elementen en deze vervolgens vrij te geven wanneer dat nodig is voor gebruik.

Momenteel gebruiken de meeste waterstofbrandstofcelauto's met koolstofvezel versterkte tanks om sterk gecomprimeerd waterstofgas op te slaan. De kosten van tanks zullen moeten dalen om deze optie economisch te maken (momenteel meer dan enkele duizenden dollars per eenheid).

Waterstof gebruiken als brandstof

Er zijn twee hoofdmanieren om de chemische energie in waterstof om te zetten in bruikbare energie (elektrische energie of warmte-energie). Beide benaderingen produceren water als bijproduct.

Een primitieve en eenvoudige manier om waterstof te gebruiken, is om het te verbranden om warmte te genereren - net zoals je aardgas gebruikt voor koken en verwarmen in je huis.

A proef gepland voor Zuid-Australië streeft ernaar waterstof te genereren met behulp van hernieuwbare elektriciteit en deze vervolgens in het lokale gasdistributienet te injecteren. Deze manier om gassen te "mengen" kan de kosten van het bouwen van kostbare leveringsinfrastructuur vermijden, maar zal uitgaven met zich meebrengen die verband houden met wijzigingen in bestaande pijpleidingen. Uitgebreide studie en testen van deze activiteit zijn vereist.

Bij gebruik in waterstofbrandstofcellen wordt energie geproduceerd wanneer waterstof reageert met zuurstof. Dit is de technologie die wordt gebruikt door NASA en andere operators in ruimtemissies en door autofabrikanten in waterstofcelauto's. Het is momenteel de meest geavanceerde methode voor waterstofgebruik.

Zet het geluid harder voor deze lancering op waterstof.

Het werkt, maar zullen we het accepteren?

Veiligheidsoverwegingen

Als brandstof heeft waterstof enkele eigenschappen die het veiliger maken om te gebruiken dan de brandstoffen die tegenwoordig meer worden gebruikt, zoals diesel en benzine.

Waterstof is niet giftig. Het is ook veel lichter dan lucht, waardoor het snel kan worden verspreid in geval van een lek. Dit staat in contrast met de opbouw van ontvlambare gassen in het geval van diesel- en benzinelekken, die explosies kunnen veroorzaken.

Waterstof brandt echter gemakkelijk in lucht en ontbrandt gemakkelijker dan benzine of aardgas. Daarom hebben waterstofauto's zulke robuuste tanks van koolstofvezel - om lekkages te voorkomen.

Waar waterstof in commerciële omgevingen als brandstof wordt gebruikt, zijn strikte voorschriften en effectieve maatregelen vastgesteld om lekken te voorkomen en op te sporen en waterstof af te voeren. Huishoudelijke toepassingen van waterstofbrandstof zouden dit probleem ook moeten aanpakken.

Impact op het milieu

Vanuit milieuoogpunt omvat de ideale cyclus in een waterstofeconomie:

  • waterstofproductie door elektrolyse te gebruiken om water te splitsen
  • waterstofverbruik via reactie met zuurstof in een brandstofcel, waarbij water als bijproduct wordt geproduceerd.

Als de elektriciteit voor elektrolyse wordt opgewekt uit hernieuwbare bronnen, heeft deze hele waardeketen een minimale impact op het milieu en is deze duurzaam.

Dichter bij een waterstofeconomie komen

Goedkope elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen is de sleutel om van grootschalige waterstofproductie via elektrolyse een realiteit te maken in Australië. Internationaal is het al duidelijk - bijvoorbeeld in Duitsland en Texas - dat hernieuwbare waterstof concurrerend is in nichetoepassingen, hoewel nog niet voor levering op industriële schaal.

Technieken voor opslag en levering moeten worden verbeterd in termen van kosten en efficiëntie, en de productie van waterstofbrandstofcellen vereist vooruitgang.

Waterstof is een wenselijke energiebron, omdat het in grote hoeveelheden kan worden geproduceerd en langdurig kan worden opgeslagen zonder capaciteitsverlies. Omdat het zo licht is, is het een economische manier om energie te transporteren geproduceerd door hernieuwbare energiebronnen over grote afstanden (inclusief over oceanen).

Ondersteund door geavanceerde technologieën, met krachtige steun van overheden en betrokkenheid van vele multinationale energie- en autobedrijven, verbindt waterstofbrandstof duurzame energie op een schone en duurzame manier met eindgebruikers.

Laten we kijken of waterstof opstijgt.The Conversation

Over de auteur

Zhenguo Huang, Senior docent, University of Technology Sydney

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

Drawdown: het meest uitgebreide plan ooit voorgesteld om opwarming van de aarde tegen te gaan

door Paul Hawken en Tom Steyer
9780143130444In het licht van de wijdverspreide angst en apathie, is een internationale coalitie van onderzoekers, professionals en wetenschappers bij elkaar gekomen om een ​​reeks realistische en gewaagde oplossingen voor klimaatverandering aan te bieden. Honderd technieken en werkwijzen worden hier beschreven - sommige zijn bekend; sommigen heb je misschien nog nooit van gehoord. Ze variëren van schone energie tot het opleiden van meisjes in lagere inkomenslanden tot landgebruikspraktijken die koolstof uit de lucht halen. De oplossingen bestaan, zijn economisch levensvatbaar, en gemeenschappen over de hele wereld voeren ze momenteel uit met vaardigheid en vastberadenheid. Beschikbaar op Amazon

Ontwerp van klimaatoplossingen: een beleidsgids voor koolstofarme energie

door Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Met de effecten van de klimaatverandering op ons is de noodzaak om de mondiale uitstoot van broeikasgassen te verminderen niets minder dan urgent. Het is een enorme uitdaging, maar de technologieën en strategieën om hieraan te voldoen bestaan ​​vandaag. Een kleine set van energiebeleid, goed ontworpen en geïmplementeerd, kan ons op weg helpen naar een koolstofarme toekomst. Energiesystemen zijn groot en complex, dus het energiebeleid moet gericht en kosteneffectief zijn. One-size-fits-all benaderingen zullen de klus gewoon niet klaren. Beleidsmakers hebben behoefte aan een duidelijke, uitgebreide hulpbron die het energiebeleid schetst dat de grootste impact zal hebben op onze klimaattoekomst, en beschrijft hoe dit beleid goed moet worden vormgegeven. Beschikbaar op Amazon

Dit verandert alles: Kapitalisme versus The Climate

door Naomi Klein
1451697392In Dit verandert alles Naomi Klein betoogt dat klimaatverandering niet alleen een kwestie is die netjes moet worden ingediend tussen belastingen en gezondheidszorg. Het is een alarm dat ons oproept om een ​​economisch systeem te repareren dat ons op veel manieren al tekortschiet. Klein bouwt nauwgezet op hoe massaal onze uitstoot van broeikasgassen wordt teruggedrongen, is onze beste kans om tegelijkertijd gapende ongelijkheden te verminderen, onze gebroken democratieën opnieuw te verbeelden en onze uitgeholde lokale economieën weer op te bouwen. Ze legt de ideologische wanhoop bloot van ontkenners van klimaatverandering, de messiaanse waanideeën van de zogenaamde geo-ingenieurs en het tragische defaitisme van te veel mainstream groene initiatieven. En ze laat precies zien waarom de markt de klimaatcrisis niet-kan en niet-kan oplossen, maar in plaats daarvan de zaken erger zal maken, met steeds extremere en ecologisch schadelijke extractiemethoden, vergezeld door een ongebreideld rampzalig kapitalisme. Beschikbaar op Amazon

Van de uitgever:
Aankopen op Amazon gaan om de kosten van het brengen van je te bekostigen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en te ClimateImpactNews.com zonder kosten en zonder adverteerders die je surfgedrag volgen. Zelfs als u op een link klikt maar deze geselecteerde producten niet koopt, betaalt alles wat u bij hetzelfde bezoek op Amazon koopt, een kleine commissie. Er zijn geen extra kosten voor u, dus draag alstublieft bij aan de moeite. Je kan ook gebruik dan deze link te gebruiken op elk gewenst moment voor Amazon, zodat u ons kunt helpen onze inspanningen te ondersteunen.

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

volg InnerSelf op

facebook-icontwitter-iconrss-icoon

Ontvang de nieuwste via e-mail

{Emailcloak = off}

NIEUWSTE VIDEO'S

Methaanemissies hebben recordniveaus bereikt
Methaanemissies hebben recordniveaus bereikt
by Josie Garthwaite
Onderzoek toont aan dat de wereldwijde uitstoot van methaan het hoogste niveau ooit heeft bereikt.
kelp bos 7 12
Hoe de bossen van de oceanen van de wereld bijdragen aan het verlichten van de klimaatcrisis
by Emma Bryce
Onderzoekers zoeken naar hulp bij het opslaan van kooldioxide tot ver onder het zeeoppervlak.
Kleine Plankton Drive-processen in de oceaan die tweemaal zoveel koolstof vastleggen als wetenschappers dachten
Kleine Plankton Drive-processen in de oceaan die tweemaal zoveel koolstof vastleggen als wetenschappers dachten
by Ken Buesseler
De oceaan speelt een grote rol in de wereldwijde koolstofcyclus. De drijvende kracht komt van klein plankton dat…
Klimaatverandering bedreigt de drinkwaterkwaliteit over de grote meren
Klimaatverandering bedreigt de drinkwaterkwaliteit over de grote meren
by Gabriel Filippelli en Joseph D. Ortiz
'Niet drinken / niet koken' is niet wat iemand wil horen over het kraanwater van hun stad. Maar de gecombineerde effecten van ...
Praten over energieverandering kan de impasse in het klimaat doorbreken
Praten over energieverandering kan de klimaatimpuls doorbreken
by InnerSelf Staff
Iedereen heeft energieverhalen, of het nu gaat om een ​​familielid dat aan een booreiland werkt, een ouder die een kind leert draaien ...
Gewassen kunnen worden geconfronteerd met dubbele problemen door insecten en een warm klimaat
Gewassen kunnen worden geconfronteerd met dubbele problemen door insecten en een warm klimaat
by Gregg Howe en Nathan Havko
Al duizenden jaren zijn insecten en de planten waarmee ze zich voeden bezig met een co-evolutionaire strijd: eten of niet zijn ...
Om nulemissies te bereiken, moet de overheid hindernissen aanpakken die mensen van elektrische auto's afzetten
Om nulemissies te bereiken, moet de overheid hindernissen aanpakken die mensen van elektrische auto's afzetten
by Swapnesh Masrani
De Britse en Schotse regering hebben ambitieuze doelen gesteld om in 2050 en 2045 koolstofarm te worden met een netto-uitstoot van nul ...
De lente komt eerder in de VS aan, en dat is niet altijd goed nieuws
De lente komt eerder in de VS aan, en dat is niet altijd goed nieuws
by Theresa Crimmins
In een groot deel van de Verenigde Staten heeft een opwarmend klimaat de komst van de lente versneld. Dit jaar is geen uitzondering.

LAATSTE ARTIKELEN

Routinematig affakkelen van gas is verkwistend, vervuilend en ondermaats
Routinematig affakkelen van gas is verkwistend, vervuilend en ondermaats
by Gunnar W. Schade
Als je door een gebied bent gereden waar bedrijven olie en gas winnen uit schalieformaties, heb je waarschijnlijk vlammen gezien ...
Flight Shaming: hoe de campagne te verspreiden waardoor Zweden het vliegen voorgoed hebben opgegeven
Flight Shaming: hoe de campagne te verspreiden waardoor Zweden het vliegen voorgoed hebben opgegeven
by Avit K Bhowmik
De grote luchtvaartmaatschappijen van Europa zullen hun omzet in 50 waarschijnlijk met 2020% zien dalen als gevolg van de COVID-19-pandemie, ...
Zal het klimaat zo warm zijn als sommigen vrezen?
Zal het klimaat zo warm zijn als sommigen vrezen?
by Steven Sherwood et al
We kennen de klimaatveranderingen naarmate de broeikasgasconcentraties stijgen, maar de exacte hoeveelheid verwachte opwarming blijft ...
Hoe drijvende windparken de toekomst van groene stroom te maken
Hoe drijvende windparken de toekomst van groene stroom te maken
by Susan Gourvenec
Sinds 2010 is windenergie wereldwijd gestaag gegroeid, met de hoeveelheid energie die wordt opgewekt door offshore wind ...
Wat als we alle boerderijdieren van het land haalden en in plaats daarvan gewassen en bomen plantten?
Wat als we alle boerderijdieren van het land haalden en in plaats daarvan gewassen en bomen plantten?
by Sebastian Leuzinger
Ik zou graag willen weten hoeveel verschil we kunnen maken voor ons engagement onder de Overeenkomst van Parijs en ons totaal ...
Methaanemissies hebben recordniveaus bereikt
Methaanemissies hebben recordniveaus bereikt
by Josie Garthwaite
Onderzoek toont aan dat de wereldwijde uitstoot van methaan het hoogste niveau ooit heeft bereikt.
Hoe banken proberen de groene overgang vast te leggen
Hoe banken proberen de groene overgang vast te leggen
by Tomaso Ferrand en Daniel Tischer
Particuliere banken in het VK zouden een centrale rol moeten spelen bij het financieren van klimaatactie en het ondersteunen van een rechtvaardige transitie ...
Een beter Canada bouwen na COVID-19 Start een fossielvrije toekomst
Een betere wereld bouwen na COVID-19 Start een fossielvrije toekomst
by Kyla Tienhaara et al
De vraag naar fossiele brandstoffen stortte in tijdens de COVID-19-pandemie toen er lockdown-maatregelen werden ingevoerd. In de seconde…