Nie potrzebują benzyny ani gazu, a pędzą z szybkością około 180 km na godzinę, poruszają się bez hałasu i nie wydzielają zanieczyszczeń. W nowych hondach i mercedesach paliwem jest wodór. Burmistrzowi dławionego smogiem Los Angeles tak spodobały się te auta, że zamówił je dla urzędników miejskich. Zalety wodoru jako źródła energii są znane od dawna, a wysiłek setek laboratoriów przemysłowych, by pokonać techniczne trudności związane z wykorzystaniem gazu w tym celu, stopniowo przynosi rezultaty. Koncern DaimlerChrysler oznajmił niedawno, że rozpoczyna w Stanach Zjednoczonych i Europie produkcję aut, w których źródłem energii jest sprężony wodór. Nawet Chińczycy mają swój wodorowy minibus i samochód kombi. Sprężony wodór umieszczony jest w zbiorniku na dachu samochodu.
Unia z wodorem
Unia Europejska z pewnym opóźnieniem w stosunku do Stanów Zjednoczonych dostrzegła możliwości, jakie stwarza zastąpienie paliw kopalnych wodorem. Transport miejski, samoloty, domy ogrzewane energią z wodoru, przenośne biura, w których komputery czerpią energię z ogniw wodorowych, mają uwolnić gospodarkę od ograniczeń, jakie stwarzają paliwa kopalne. Program uzyskiwania energii z wodoru, ogłoszony przed kilkoma tygodniami przez Romano Prodiego, szefa Komisji Europejskiej, ma się stać dla europejskiej gospodarki rodzajem lokomotywy, podobnie jak dla Stanów Zjednoczonych w latach 60. idea eksploracji kosmosu. Kraje piętnastki przeznaczą w najbliższych trzech latach na rozwój technologii związanych z wykorzystaniem wodoru ponad 2 mld euro. "Nie pracujemy nad eksperymentem naukowym, ale nad zasadniczą zmianą modelu gospodarki" - oświadczył Prodi.
Wodór z prądu
Wodór występuje na ziemi w ogromnej obfitości. Jest składnikiem wody i wielu związków organicznych. Teoretycznie można by ustawić niewielkie urządzenie w garażu i otrzymywać wodór z wody z kranu, a następnie używać go jako paliwa w samochodzie. Za pomocą prądu elektrycznego, z użyciem dwu elektrod - ujemnej i dodatniej - łatwo rozszczepić wodę na wodór i tlen. W ogniwach paliwowych, stosowanych m.in. do napędzania pojazdów mechanicznych, wodór i tlen są następnie mieszane w obecności katalizatora przyspieszającego reakcję. Katalizatorem jest platyna. Cząsteczka wodoru (H2) w kontakcie z platyną rozszczepia się na dwa dodatnie jony H+ i dwa wolne elektrony. Elektrony są przechwytywane przez dodatnio naładowaną elektrodę. Odprowadzane na zewnątrz jako prąd elektryczny mogą służyć do napędzania silnika pojazdu, zasilania komputera czy ogrzewania mieszkania. Aby otrzymywać z wody czysty wodór na większą skalę, trzeba zużyć sporo prądu. Najczęściej jest to elektryczność pozyskiwana z paliw kopalnych - ropy lub gazu. Powstaje błędne koło, uniemożliwiające uniezależnienie się od paliw kopalnych. Wyjściem jest znaczne zwiększenie produkcji energii elektrycznej w hydroelektrowniach, elektrowniach atomowych, wiatrowych i słonecznych. Tego rodzaju plany towarzyszą europejskiemu programowi wykorzystania wodoru. W każdej z tych dziedzin konieczne jest obniżenie kosztu otrzymywania energii. To trudne, ale innego wyjścia nie ma. Źródła paliw kopalnych kiedyś się wyczerpią. Na razie łatwiej niż z wody można pozyskać wodór z pewnych związków chemicznych zawartych w ropie naftowej. Jest to jednak tylko pierwszy krok w przechodzeniu do gospodarki wykorzystującej w znacznym stopniu energię wodoru.
W promach kosmicznych i komputerach
W latach 60. pierwsze ogniwa paliwowe zaczęła instalować agencja kosmiczna NASA. Niemiecka marynarka wojenna prowadzi od kilkunastu lat próby z ogniwami napędzającymi łodzie podwodne. Uruchamia się coraz więcej stacji wodorowych - przed dwoma tygodniami doniesiono o otwarciu jednej w Kalifornii, innej w Nevadzie, jeszcze innej w stolicy RFN. Zgodnie z programem unijnym autobusy miejskie napędzane wodorem wyruszą najpierw na ulice Berlina, następnie Kopenhagi i Lizbony. W Belgii powstają dwie stacje wodorowe, które mają zasilać 30 autobusów kursujących między 10 miastami. Jest to część europejskiego projektu Clean Energy Partnership. Na niedawnych targach w Hanowerze firma Smart Fuel Cell z Monachium zaprezentowała czterdziestowatowy prototyp systemu zasilającego w energię przenośne biuro. Dzięki niewielkiemu zbiornikowi z metanolem (metanol jest źródłem wodoru) laptop może pracować cały dzień. Firma ma zamiar uruchomić seryjną produkcję takich zasilaczy. Będą źródłem prądu sygnalizacji świetlnej na drogach, latarni, lamp na kempingach, budowach itp. W Hanowerze pokazywano również notebooki, aparaty fotograficzne, magnetowidy i kamery filmowe z miniaturowymi zasilaczami wodorowymi.
Pułapki z lodu
Koszt wyprodukowania ogniwa paliwowego jest wciąż duży, a magazynowanie wodoru w płynnej postaci przysparza trudności. Wiele zespołów naukowców pracuje jednak nad projektowaniem ogniw, które można by produkować tanio na skalę masową. Udało się na przykład trzydziestokrotnie obniżyć zawartość platyny w jednym z typów ogniw. Grupa amerykańskich badaczy z Carnegie Institution w Waszyngtonie odkryła z kolei, że cząsteczki wodoru można przechowywać w pułapkach z lodu - zamarznięte molekuły wody więżą atomy wodoru jak w klatce. Uczeni z uniwersytetu w Pittsburghu poinformowali o przełomie w badaniach nad użyciem światła zamiast elektryczności do rozszczepiania wody na wodór i tlen. Byłaby to znacznie tańsza technologia. W połowie października nad zaprojektowaniem tanich ogniw wodorowych dyskutowali w Brukseli przedstawiciele wielkich firm zainteresowanych nowymi źródłami energii, m.in. RoyalDutch/Shell i Rolls-Royce. "Komisja Europejska odgrywa ogromną rolę w koordynowaniu prac nad tanimi ogniwami wodorowymi" - oświadczył po tych rozmowach dyrektor wykonawczy Shell Hydrogen. Przedstawiciel firmy DaimlerChrysler odpowiedzialny za kontrolę zanieczyszczeń środowiska podkreślał, że finansowe poparcie ze strony Komisji Europejskiej i odpowiednie przepisy prawne przyspieszą rozwój nowych technologii wodorowych. "To jak wyprawa na Księżyc, z tym że spodziewamy się znacznie korzystniejszych skutków społecznych" - dodał.
Utopia staje się realna
Kraje Unii Europejskiej zobowiązały się, że do 2010 r. 22 proc. energii elektrycznej będą uzyskiwać ze źródeł odnawialnych, w tym znaczną część z wodoru. Według Międzynarodowej Agencji Energii z siedzibą w Paryżu, ogniwa paliwowe spalające wodór staną się powszechne w użytku stacjonarnym, na przykład do ogrzewania domów, po roku 2020, a samochody z napędem wodorowym upowszechnią się dziesięć lat później. Nawet najbardziej sceptyczni eksperci nie wykluczają, że poparcie finansowe rządów może znacznie przyspieszyć ten proces.
| Odcisk ekologiczny Zainteresowanie europejskiej piętnastki wodorem jako źródłem energii wynika nie tylko z obawy o wzrost cen ropy. Według coraz liczniejszych raportów, potrzeby sześciu miliardów ludzi żyjących na świecie już dziś przekraczają zdolność całej planety do odtwarzania istniejących zasobów. Zużywamy za dużo paliw i drewna, brakuje żyznej gleby pod uprawy. Pojęcie footprint, czyli "odcisku ekologicznego", oznaczające miarę zużycia przez mieszkańców państwa czy regionu jego zasobów, wskazuje na szybkie tempo wzrostu konsumpcji. 40 lat temu globalny footprint (czyli wykorzystanie zasobów całej ziemi) wynosił 70 proc., w 1999 r. oceniono go na 120 proc., zużywaliśmy zatem więcej, niż ziemia może odtworzyć. Biorąc pod uwagę wzrost liczby ludności i szybkie zmiany techniczne, przy obecnym modelu gospodarki będziemy wydzierali ziemi coraz więcej jej zasobów, aż stanie się to przeszkodą w dalszym rozwoju. "Inicjatywa wodorowa" Komisji Europejskiej wskazuje wyjście z sytuacji - wodór zamiast paliw kopalnych. Czyste źródło energii zamiast tysięcy ton zanieczyszczeń ze spalania ropy i węgla. |
| Ogniwo wodorowe Ogniwa paliwowe umożliwiają uzyskiwanie elektryczności z atomów wodoru. Zbliżone rozmiarami do tradycyjnych akumulatorów mogą być zasilane na przykład gazem ziemnym. Proces zaczyna się od otrzymania z tego gazu wodoru w urządzeniu zwanym reformerem. Następnie wodór i tlen trafiają do ogniwa właściwego. Platynowy katalizator wyrywa z wodoru elektrony w ten sposób, że dwie dwuatomowe cząsteczki wodoru rozkładają się na cztery dodatnie jony wodoru i cztery ujemne elektrony. Elektrony są następnie przechwytywane przez swobodne atomy tlenu i wywołują powstanie prądu elektrycznego, który porusza silnik samochodu. |
Archiwalne wydania tygodnika Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App Store i Google Play.
