зачем нужен генератор водорода
Как сделать водородный генератор своими руками?
Водород практически идеальный вид топлива, но проблема заключается в том, что он на нашей планете встречается только в виде соединений с другими химическими элементами. Доля «чистого» вещества в атмосфере составляет не более 0,00005%. Учитывая такие реалии, становится актуальным вопрос о водородном генераторе. Рассмотрим принцип работы такого устройства, его конструктивные особенности, сферу применения и возможность самостоятельного изготовления.
Описание и принцип работы водородного генератора
Есть несколько методик выделения водорода и из других веществ, перечислим наиболее распространенные:
Из перечисленных вариантов последний наименее затратный, а первый наиболее доступный, именно он положен в основу большинства генераторов водорода, в том числе и бытовых. Их принцип действия заключается в том, что в процессе пропускания тока через раствор, положительный электрод притягивает отрицательные ионы, а электрод с противоположным зарядом – положительные, в результате происходит расщепление вещества.
Пример электролиза на растворе хлорида натрия
Конструктивные особенности и устройство генератора водорода
Если с получением водорода проблем сейчас практически нет, то его транспортировка и хранение до сих пор остается актуальной задачей. Молекулы этого вещества настолько малы, что могут проникать даже сквозь металл, что несет определенную угрозу безопасности. Хранение в абсорбированном виде пока не отличается высокой рентабельностью. Поэтому наиболее оптимальный вариант – генерация водорода непосредственно перед его использованием в производственном цикле.
Для этой цели изготавливаются промышленные установки для генерации водорода. Как правило, это электролизеры мембранного типа. Упрощенная конструкция такого устройства и принцип работы приведен ниже.
Упрощенная схема водородного генератора мембранного типа
Обозначения:
Конструкция бытовых генераторов значительно проще, поскольку в большинстве своем они не вырабатывают чистый водород, а производят газ Брауна. Так принято называть смесь кислорода и водорода. Этот вариант наиболее практичен, не требуется разделять водород и кислород, то можно значительно упростить конструкцию, а значит и сделать ее дешевле. Помимо этого полученный газ сжигается по мере его выработки. Хранить и накапливать его в домашних условиях не только проблематично, но и небезопасно.
Обозначения:
Характерная особенность таких устройств – использование блоков электродов, поскольку не требуется сепарирование водорода и кислорода. Это позволяет сделать генераторы довольно компактными.
Блоки электродов для установки, которая производит газ Брауна
Сферы применения водородного генератора
Ввиду проблем, связанных с транспортировкой и хранением водорода, такие устройства востребованы в производствах, где наличие этого газа требует технологический цикл. Перечислим основные направления:
Несмотря на то, что производство водорода в процессе переработки нефти дешевле, чем его получение путем электролиза, как уже указывалось выше, возникают сложности с транспортировкой газа. Строить опасные химические производства, непосредственно, рядом с перерабатывающими нефть заводами не всегда позволяет экологическая обстановка. Помимо этого водород, полученный путем электролиза, значительно чище, чем при крекинге нефти. В связи с этим на промышленные водородные генераторы всегда высокий спрос.
Бытовое применение
В быту также есть применение водороду. В первую очередь это автономные отопительные системы. Но здесь некоторые особенности. Установки по производству чистого водорода стоят значительно дороже, чем генераторы газа Брауна, последние даже можно собрать самостоятельно. Но при организации отопления дома необходимо учитывать, что температура горения газа Брауна значительно выше, чем у метана, поэтому потребуется специальный котел, который несколько дороже обычного.
Топливный котел должен иметь соответствующую метку
В интернете можно встретить немало статей, в которых написано, что для гремучего газа можно использовать обычные котлы, это делать категорически нельзя. В лучшем случае они быстро выйдут из строя, а в худшем могут стать причиной печальных или даже трагических последствий. Для смеси Брауна предусмотрены специальные конструкции с более термостойким соплом.
Необходимо заметить, что рентабельность отопительных систем на основе водородных генераторов вызывает большое сомнение ввиду низкого КПД. В таких системах имеются двойные потери, во-первых, в процессе генерации газа, во-вторых, при нагреве воды в котле. Дешевле для отопления сразу нагревать воду в электрическом бойлере.
Не менее спорная реализация для бытового использования, при которой газом Брауна обогащают бензин в топливной системе двигателя автомобиля с целью экономии.
Применение генератора ННО в авто
Обозначения:
Нужно заметить, что в некоторых случаях такая система даже работает (если ее собрать правильно). Но точные параметры, коэффициент прироста мощности, процент экономии вы не найдете. Эти данные сильно размыты, и достоверность их вызывает сомнения. Опять же не ясен вопрос, насколько уменьшится ресурс двигателя.
Но спрос порождает предложения, в интернетах можно найти подробные чертежи таких приспособлений и инструкцию по их подключению. Есть и готовые модели, сделанные в стране Восходящего Солнца.
Делаем простейший генератор водорода своими руками пошагово
Расскажем, как можно сделать самодельный генератор для получения смеси водорода и кислорода (ННО). Его мощности на отопления дома не хватит, но для газовой горелки для резки металла количество полученного газа будет достаточным.
Рис. 8. Схема газовой горелки
Обозначения:
В первую очередь делаем электролизер, для этого нам понадобится герметичная емкость и электроды. В качестве последних используем стальные пластины (их размер выбираем произвольно, в зависимости от желаемой производительности), прикрепленные к диэлектрическому основанию. Соединяем между собой все пластины каждого из электродов.
Когда электроды готовы их надо укрепить в емкости таким образом, чтобы места подключения проводов питания были выше предполагаемого уровня воды. Провода от электродов идут к блоку питания на 12 вольт или автомобильному аккумулятору.
В крышке емкости делаем отверстие под трубку для выхода газа. В качестве водных затворов можно использовать обычные стеклянные банки емкостью 1 литр. Заполняем их на 2/3 водой и подключаем к электролизеру и горелке, как показано на рисунке 8.
Горелку лучше взять готовую, поскольку не каждый материал может выдержать температуру горения газа Брауна. Подключаем ее к выходу последнего водного затвора.
Наполняем электролизер водой, в которую добавлена обычная кухонная соль.
Подаем напряжение на электроды и проверяем работу устройства.
Часто задаваемые вопросы и ответы о водородной воде и генераторах
Что такое водородная вода?
Она значительно отличается от обычной питьевой. В 2007 году великим японским ученым удалось открыть антиоксидантные свойства водорода. Оказалось, что он способен противостоять многим тяжелым болезням и процессам старения. Каждая молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Живые клетки человеческого организма содержат 40-98% воды. Поэтому водород называют самым естественным и безвредным антиоксидантом для взрослых и детей.
Вода, обогащенная водородом — это обычная питьевая вода, насыщенная молекулярным водородом (H2). Так, газированная вода насыщается углекислым газом СО2, а кислородная — высокой концентрацией газообразного кислорода O2. Можно сказать, что аналогичным способом получают и водородную воду.
Водород плохо растворяется в воде, каким образом получается полезная концентрация его в воде?
Процесс обогащения воды полезным водородом часто сравнивают с тем, как из баллона с гелием наполняют воздушные шарики. Человеку без специального образования трудно представить, как молекулы H2 проникают в структуру питьевой воды. Да, простым этот процесс не назовешь: водород с его низким показателем растворимости в 1,6 мг/л является нейтральным и неполярным веществом.
Но благодаря тому, что водород признан самой легкой молекулой из существующих, ученые сравнивают количество его молекул, а не граммов. Пример: одна молекула водорода весом 2 мг дает концентрацию в 2 мг/л. Хорошо знакомый всем витамин С (его еще называют аскорбиновой кислотой) весит в 88 раз больше молекулы водорода. Получается, что в водородной воде при условии концентрации H2 1,6 мг/л содержание антиоксидантных молекул будет выше, чем в 100 мг витамина С. Формула водородной воды такая же, как и у обычной, — H2O. Но в воде, насыщенной молекулярным водородом, присутствуют дополнительные молекулы H2 в растворенном виде.
Сколько времени водород не улетучивается из воды?
Антиоксиданты часто обвиняют в том, что они быстро теряют свои полезные свойства. К примеру, витамин С мгновенно разрушается под воздействием солнечного света. Работает ли это утверждение с водородом.
Да, он начинает выходить из воды практически сразу после обогащения, но не сразу исчезает. Водород продолжает оставаться в ней в течение нескольких часов, а потом его концентрация падает ниже терапевтического уровня. Поэтому рекомендуется употреблять водородную воду сразу после приготовления. Молекулярный водород не переносит взбалтывания, замораживания и размораживания, он боится высоких температур. Наиболее оптимальный вариант — употребление водородной воды в течение часа после приготовления.
Сколько нужно пить воды, обогащенной водородом, чтобы почувствовать ее полезные свойства?
Вопрос до сих пор остается открытым: все зависит от индивидуальных особенностей организма. Но проводились исследования, результатам которых можно доверять. Участники эксперимента получали около 1-3 мг/л растворенного молекулярного водорода. Такой концентрации было достаточно, чтобы были заметны очевидные положительные изменения в состоянии их здоровья. Довольно несложно рассчитать, что два литра воды с концентрацией 1 мг/л дадут вам 2 мг H2. Но важно помнить, что в зависимости от тех или иных хронических заболеваний, эффективная концентрация водорода может быть выше или ниже.
Правда ли, что чем больше водорода содержится воде, тем больше ее польза?
Не существует однозначного ответа на этот вопрос. Да, ученым удалось доказать существование минимальной концентрации, которая будет полезна для здоровья, но она может отличаться для людей с избыточным весом или различными болезнями. Но бояться переизбытка водорода не стоит: лишний H2 просто выйдет из организма на выдохе. Тем более, что ученые доказали: чем выше концентрация водорода в воде, тем полезнее она для организма. Сейчас также проводятся исследования, которые должны дать ответ на вопрос: можно ли говорить о том, что чем больше вы получаете водорода, тем выше эффективность употребления такой воды.
Безопасен ли водород для организма?
Важно еще раз подчеркнуть, что ученым удалось доказать — водород безопасен даже в концентрациях в сотни раз выше тех, которые принято применять в терапевтических целях. И тому существует несколько свидетельств. В конце 1800-х годов водород активно применяли для лечения огнестрельных ранений: врачи отмечали, что они ни разу не наблюдали тех или иных токсических эффектов или раздражения даже тех тканей организма, которые принято считать чувствительными. С 1943 года H2 также стали использовать при дайвинге на большую глубину. Он предотвращал развитие кессонной болезни и не имел побочных действий даже при высокой концентрации Н2 в 98.87% и О2 в 1,26%.
Как уже было сказано выше, водород содержится в каждой клетке человеческого тела, поэтому он не может восприниматься как чужеродный и наносящий вред здоровью элемент.
Какой уровень рН для водородной воды считается нормальным?
Вода, обогащенная водородом, производится особыми водородными генераторами, а потому имеет нейтральный pH 7-8. Это оптимальный показатель, который идеально соответствует всем потребностям вашего организма. Специалисты предполагают, что вопрос об уровне pH воды, обогащенной H2, возник из-за того, что генераторы водорода порой путают с ионизаторами воды. Но они созданы специально для изменения уровня pH воды, а не для обогащения ее водородом: содержание H2 в такой жидкости незначительно или вообще отсутствует.
Какой вкус у водородной воды?
Даже самым притязательным гурманам не стоит бояться неожиданных вкусовых или ароматических качеств: водород не имеет какого-либо запаха или вкуса. Вы не сможете отличить его от обычной питьевой воды. Но вода, обогащенная H2, более мягкая за счет малых кластеров воды, поэтому ее легче пить.
Какой срок хранения водородной воды?
Во избежание потери эффективности полезных свойств рекомендуется употреблять воду, обогащенную водородом, в течение 1 часа после того, как вы ее приготовили.
Какую воду можно использовать для генератора водородной воды?
В генератор нельзя вливать воду из-под крана или газированную воду. Для получения водородной воды рекомендуется пользоваться питьевой бутилированной водой или той, которая была очищена любым бытовым фильтром.
Какие существуют способы получения водородной воды в домашних условиях?
Конечно же, многих интересует, как именно получить водородную воду в домашних условиях. Не сегодняшний день существует несколько проверенных способов: сделать это можно, к примеру, с помощью щелочных ионизаторов воды или H2 таблеток. Но самым эффективным способом получения воды, обогащенной водородом, можно считать только специальный водородный генератор.
Он создан для того, чтобы получать воду с нейтральным pH и высокой концентрацией молекулярного водорода. Поскольку уровень pH воды во время обогащения не изменяется, на электродах не появляется минеральный налет, а потому беспокоиться за снижение концентрации H2 в воде вам не придется. Кроме того, существуют удобные портативные генераторы — они переносные и позволяют получать полезную воду, обогащенную водородом, в любое время и там, где вам будет удобно. Производство такой воды займет всего несколько минут.
Эффективна ли водородная вода для снижения веса?
Японскими учеными тщательно изучался этот вопрос. По результатам исследований удалось выяснить, что водородная вода повышает выносливость во время спортивных тренировок, а также помогает предотвратить появление неприятных ощущений в мышцах после занятий. Она помогает быстрее сбросить вес, что делает ее эффективной частью программы борьбы с лишним весом.
Ежедневное употребление воды, обогащенной молекулярным водородом, ускоряет обмен веществ и стимулирует секрецию печенью факторов роста фибробластов-21. Эти вещества называют «гормонами роста»: они повышают чувствительность организма к инсулину и препятствуют набору лишнего веса. Благодаря им вы будете реже испытывать приступы голода и меньше переедать.
Когда наступают первые заметные улучшения от приема водородной воды?
С каждым глотком водородной воды молекулярный водород очищает ваше тело от токсичных свободных радикалов, провоцирующих оксидативный стресс. Водород способствует укреплению иммунитета, он сохраняет и поддерживает ваше здоровье на клеточном уровне. Для того, чтобы наступили заметные улучшения в состоянии здоровья, требуется регулярно употреблять воду, обогащенную H2. Но первые заметные изменения в своем самочувствии вы сможете увидеть всего через месяц ее регулярного употребления.
Можно ли насыщать сок, молоко, чай и прочие напитки водородом непосредственно в водородном аппарате?
Делать этого не стоит, потому что водородные генераторы сконструированы таким образом, что использовать их можно только для насыщения водородом чистой питьевой воды. Другие жидкости и напитки спровоцируют поломку аппарата. Хорошие новости: водородную воду можно использовать для приготовления чая или травяного настоя. Но ее нельзя кипятить: можно только нагреть до температуры, которая не должна превышать 50° С. Настаивать такой напиток рекомендуется в кувшине или бутылке с плотно закрытой крышкой: это позволит избежать потери полезной концентрации водорода в воде.
Каким способом можно проверить концентрацию молекулярного водорода в воде?
Сделать это можно одним из двух способов. Самый простой — воспользоваться водородным тестером. Это электронный прибор, на экране которого показывается цифровое значение концентрации H2 в воде. Если вы попробуете опустить его в обычную воду, то оно будет равно 0. Наличие молекулярного водорода в воде также можно доказать при помощи реагента — коллоидной пластины. После добавления синего реагента и размешивания вода должна снова стать прозрачной. Каждая капля реагента вступает в реакцию с 0,1 ppm активного водорода, а потому по количеству капель, цвет которых не изменился, можно вычислить примерную концентрацию H2 в воде.
Что такое антиоксиданты и свободные радикалы?
Коварные свободные радикалы оказывают негативное влияние на ваше здоровье, красоту и иммунитет. Так называют крайне активные молекулы, у которых есть свободное место для электронов. Они заполняют его, «отнимая» электроны у других молекул — и превращают их в свободные радикалы. Молекулы вашего организма воспринимают процесс потери электронов как стресс: это приводит к окислению и повреждению белков и ДНК клетки, а также клеточной мембраны.
Поскольку клетки и ДНК ежедневно воспроизводят сами себя, они также копируют все «ошибки», создавая условия для мутаций и смерти клеток. Так свободные радикалы вмешиваются в процессы функционирования тканей и органов, провоцируют хронические воспалительные процессы. Повреждение ДНК способствует проявлению врожденных дефектов в следующих поколениях. Таким образом, свободные радикалы угрожают не только вашему здоровью, но и здоровью ваших детей. И со временем урон вашему организму только растет, поскольку свободные радикалы отвечают за процессы старения и возникновения хронических заболеваний.
Основные борцы против свободных радикалов — антиоксиданты. Они интенсивно подавляют агрессивное воздействие радикалов на другие клетки и сильно замедляют окислительные процессы. Под воздействием процессов старения, вредных привычек и неправильного питания организм человека перестает справляться с оксидативным стрессом. И тут возникает необходимость получения антиоксидантов из дополнительных источников. Ранее считалось, что самым сильным антиоксидантом является витамин С, но водороду удалось отнять у него пальму первенства.
Как высвобождается водород?
В генераторах воды, обогащенной водородом, используется протонообменная технология. Так называют метод получения водорода с использованием протонообменной мембраны. Напряжение постоянного тока подается на электролизер, благодаря чему молекулы воды на аноде окисляются до кислорода и протонов водорода. Электроны высвобождаются, а протоны (H+) проходят через мембрану к катоду. Там они «встречаются» с электронами с другой стороны цепи и превращаются в водород газообразной формы.
Как правильно употреблять водородную воду?
Ее можно пить вместо обычной воды или использовать для очищения продуктов от химикатов и опасных пестицидов. В воде можно замачивать фрукты, овощи и крупы. К примеру, благодаря воде, обогащенной H2, время доведения до готовности коричневого риса значительно уменьшается — с 6 часов до 1 часа. Водородную воду можно давать животным, но для максимальной пользы ее необходимо менять как можно чаще (вы ведь помните о повышенной летучести молекул водорода, верно?).
Но существуют и альтернативные способы транспортировки полезного водорода в организм человека. К ним можно отнести: ингаляции водородной водой, принятие ванн с ней, а также инъекции физраствора, насыщенного водорода или его закапывание.
Содержание водорода в водородной воде часто измеряют в ppb или ppm. Что такое PPM, PPB?
Для удобства потребителя принята единая система измерения концентрации водорода в воде. PPM расшифровывается как parts per million (частиц на миллион), а PPB как patrs per billion (частиц на миллиард). Если мы говорим о жидкости, то 1 ppm — это мера 1 миллионной доли грамма, растворенной в 1 грамме раствора. 1 литр воды принято приравнивать к 1 кг раствора. Это значит, что 1ppm = 1 миллионная грамма в 1 грамме (1 мл) = 1 тысячная грамма в 1000 мл(= 1 литре,1 кг) раствора = 1 mg/L.
Электролизом принято называть разложение любого вещества на составляющие ингредиенты с помощью электрического тока. Через дистиллированную воду он идет слишком слабо, поэтому ее крайне сложно электролизовать. В химическом составе обычной воды есть примеси солей натрия, магния и кальция, поэтому при электролизе не возникает никаких сложностей.
Я нашел дешевый генератор водородной воды. Почему у Вас нет таких?
Некоторое время назад на мировом рынке можно было найти генераторы водородной воды, у которых не было протонообменной мембраны. Они стоили недорого, особенно если в качестве страны-производителя на упаковке был указан Китай. В 2018 году появились недорогие приборы с такой мембраной, но в качестве таких генераторов эксперты сильно сомневаются. Их низкая стоимость достигается благодаря использованию низкопробных материалов — электродов и мембраны.
Водород не взрывоопасен?
Молекулярный водород, который растворен в воде, полностью безопасен. Но даже когда он находится в газообразном состоянии, то легко воспламеняется лишь при концентрации не менее 4,6-10%. Генераторы водородной воды дают гораздо меньшие концентрации.
Перспективы и недостатки водородной энергетики
Для хранения и выработки энергии от водорода используются топливные элементы. Первый водородный топливный элемент был сконструирован английским ученым Уильямом Гроувом в 30-х годах 19 века. Гроув и работавший параллельно с ним Кристиан Шенбейн продемонстрировали возможность производства энергии в водородно-кислородном топливном элементе с использованием кислотного электролита.
В 1959 году Фрэнсис Т. Бэкон из Кембриджа добавил в водородный топливный элемент ионообменную мембрану для облегчения транспорта гидроксид-ионов. Изобретением Бэкона сразу заинтересовались правительство США и NASA, обновленный топливный элемент стал использоваться на космических аппаратах «Аполлон» в качестве главного источника энергии во время их полетов.
В отличие от кислорода водород практически не встречается на земле в чистом виде и поэтому извлекается из других соединений с помощью различных химических методов.
По этим способам его разделяют на цветовые градации.
Зеленый — производится из возобновляемых источников энергии методом электролиза воды. Все, что необходимо для этого: вода, электролизер и большое снабжение электроэнергией.
Голубой — производится из природного газа, а вредные отходы улавливаются для вторичного использования. Тем не менее идеально чистым этот метод не назовешь.
Розовый или красный — произведенный при помощи атомной энергии.
Серый — водород получают путем конверсии метана. При его производстве вредные отходы выбрасываются в атмосферу.
Коричневый — водород получают в результате газификации угля. Этот метод также после себя оставляет парниковые газы.
Еще существуют технологии получения биоводорода из мусора и этанола, но их доля чрезвычайно мала.
Себестоимость производства по видам водорода, доллар за килограмм
Водородная энергетика
На переработку угля приходится 18% производства водорода, 4% обеспечивается за счет зеленого водорода и 78% — переработкой природного газа и нефти. Методы производства, основанные на ископаемом топливе, приводят к образованию 830 млн тонн выбросов CO2 каждый год, что равно выбросам Великобритании и Индонезии, вместе взятым. И тем не менее водород — это более чистая альтернатива традиционному топливу.
В мире три основных источника выбросов, способствующих потеплению климата: транспорт, производство электроэнергии и промышленность. Водород может использоваться во всех трех областях. При использовании в топливных элементах водородная энергия оставляет минимальные потери, а после использования в качестве побочного продукта остается только вода, из которой снова можно добывать водород.
Перспективы отрасли
Согласно докладу МЭА, к 2050 году мировой спрос на водород должен достичь 528 млн тонн — против 87 млн в 2020, — а его доля в мировом потреблении составит 18%, из них 10% будет приходиться на зеленый водород.
В июне 2020 года Германия объявила о реализации национальной водородной стратегии с инвестициями в 7 млрд евро, чтобы стать лидером в этой области.
Япония, Франция, Южная Корея, Австралия, Нидерланды и Норвегия начали свой курс на водород раньше Германии, а Япония сделала это раньше всех — в декабре 2017 года.
В июле 2020 года Минэнерго подготовило план развития в РФ водородной энергетики на период 2020—2024 годов. Производить водород собираются «Росатом», «Газпром» и «Новатэк». В дорожной карте предусмотрены следующие меры:
В 2021 году HydrogenOne Capital — первый в мире инвестиционный фонд, ориентированный на зеленый водород, заявил о листинге на Лондонской бирже. Фонд инвестирует в проекты мощностью 20—100 МВт с возможностью их расширения до 500 МВт.
Как сделать ремонт и не сойти с ума
Преимущества водородной энергетики
Высокая применимость. Электрификация транспорта поможет снизить выбросы в атмосферу, но авиацию, морские и грузовые перевозки на дальние расстояния трудно перевести на использование электроэнергии, потому что для этих секторов требуется топливо с высокой плотностью энергии. Зеленый водород может удовлетворить эти потребности. Например, Airbus представил концепции самолетов с водородным двигателем и надеется ввести его в эксплуатацию к 2035 году.
Nikola строит полуприцепы, работающие как на аккумуляторных батареях, так и на водороде. Компания заявляет, что ее топливные элементы могут работать при более низких температурах, чем батареи. И они легче, что делает их более практичными для грузовиков и другой тяжелой техники. Nikola также утверждает, что дальность хода такого грузовика составит 900 миль на баке с водородом. Для сравнения: у Tesla Semi с батарейным питанием, который может быть запущен в производство в конце этого года или в 2022 году, заявленная дальность — 200—300 миль.
Также свои аналогичные модели транспорта представили компании Toyota, Honda и BMW.
Время заправки электромобиля на топливных элементах в среднем составляет менее четырех минут. При этом в отличие от батарей они не нуждаются в перезарядке. Поскольку они могут работать независимо от сети, то могут использоваться как запасные генераторы электричества или тепла.
Важный элемент перехода на водород — его применение в ЖКХ. Кроме пилотных проектов в Великобритании Лидс станет первым городом, энергоснабжение которого будет полностью водородным. Согласно плану, все газовые сети и транспортное оборудование переведут на него.
Запасы водорода практически безграничны. Так как он встречается почти всюду, его можно использовать там, где он производится. В отличие от батарей, которые не могут хранить большое количество электроэнергии в течение продолжительного времени, водород можно производить из избыточной возобновляемой энергии и хранить в больших количествах.
Энергоэффективность. Водород содержит почти в три раза больше энергии, чем ископаемое топливо, поэтому для выполнения какой-либо работы его требуется гораздо меньше. Например, по сравнению с электростанцией, работающей на сжигании топлива с КПД от 33 до 35%, водородные топливные элементы выполнят ту же функцию с КПД до 65%. Для примера, у солнечных элементов КПД — 20%, а у ветряных — 40%.
Весной 2020 года в городе Фукусима была запущена самая крупная в мире электростанция, работающая на водороде. Для питания электролизных установок на ней размещены солнечные батареи общей мощностью 20 МВт. Всего станция вырабатывает 1,2 тысячи кубических метров водорода в час.
В автомобилях топливные элементы используют 40—60% энергии топлива, а также обеспечивают сокращение его расхода на 50%.
Зеленый водород — отличная среда для хранения энергии. Например, у Германии существует проблема с энергосистемой. В ясные и ветреные дни солнечные экраны и ветряные турбины на севере производят больше электроэнергии, чем может потребить эта часть страны. Из-за этого Германия вынуждена продавать излишки электроэнергии соседним странам себе в убыток. Избыток электроэнергии из ВИЭ можно хранить в виде водорода, а затем сжигать для выработки электроэнергии, когда это необходимо.
Недостатки водородной энергетики
Стоимость зеленого водорода. Как уже говорилось выше, именно стоимость добычи самого чистого вида водорода ставит наиболее сильные препятствия в его развитии. По словам и прогнозам Минэнерго РФ, перспективы водородной энергетики связаны с удешевлением стоимости водорода, производимого электролизом воды. В качестве основных факторов обеспечения конкурентоспособности зеленого водорода рассматривается перспективное снижение капитальных затрат на электролизеры, а также стоимости электроэнергии из ВИЭ.