Ceny benzyny są nie tylko wysokie. Jest to nawracający ból głowy, który pojawia się za każdym razem, gdy zatrzymujesz się na stacji benzynowej. Patrzysz na stację benzynową. Sprawdzam Twoje konto bankowe. Wychodzisz z lżejszym portfelem.
W maju 2008 roku to uczucie było powszechne. Średnia krajowa cena zwykłej benzyny bezołowiowej w Stanach Zjednoczonych osiągnęła rekordowy poziom przez sześć dni z rzędu. Skok nastąpił po 11-procentowym wzroście w samym kwietniu. Było to wyraźne przypomnienie, że era tanich zasobów paliwowych dobiegła końca.
Rosnące koszty energii sprawiają, że paliwa alternatywne nie przypominają science fiction, a bardziej konieczność. Każdy nowy rekord cen ropy naftowej sprawia, że utrzymanie status quo staje się coraz trudniejsze.
Pragnienie niepodległości
W swoim przemówieniu o stanie Unii w 2006 r. prezydent George W. Bush scharakteryzował ten problem jako uzależnienie. Wskazał na uzależnienie Ameryki od ropy i postawił konkretny cel: do 2025 roku zastąpienie 75 proc. zużycia ropy w USA paliwami alternatywnymi.
To był odważny cel. Czas był agresywny. Technologie dostępne w tamtym czasie były dalekie od gotowości do obsługi transformacji na tak dużą skalę. Ale kierunek był jasny. Kraj musiał zerwać swoją zależność.
Wady obecnych alternatyw
Który rodzaj paliwa naprawdę się wyróżnia? Krótka odpowiedź brzmi: żaden z nich. Nie całkiem.
Naukowcy pilnie pracują, aby sprostać wyzwaniom związanym z każdym potencjalnym źródłem, jednak nadal istnieją istotne przeszkody.
Na papierze mocnym kandydatem jest etanol celulozowy. Jest wytwarzany z roślin takich jak proso rózgowate (miskant). Problem leży w procesie produkcyjnym. Jego fermentacja jest kosztowna. Nie można go łatwo skalować bez zwiększania kosztów dla wszystkich.
Obecnie samochody elektryczne napędzane są energią elektryczną. Hybrydy nadal wymagają benzyny do działania. Są ogniwem przejściowym, a nie celem ostatecznym.
Samochody w pełni elektryczne wymagają podłączenia do gniazdka. Po przejechaniu kilkuset kilometrów trzeba naładować akumulator. Jest to wygodne w domu lub w centrum handlowym, ale nie zawsze podczas długich podróży autostradą.
Pozostaje jeszcze kwestia źródła tej energii elektrycznej. Większość elektrowni wytwarzających tę energię spala węgiel lub gaz ziemny. Rośliny te emitują substancje zanieczyszczające. Możesz osiągnąć zerową emisję na rurze wydechowej, ale nie na poziomie sieci.
Dlaczego wodór jest ważny
Rozwiązaniem będzie prawdopodobnie połączenie wszystkich tych energii. Oczekuje się jednak, że wodór będzie odgrywał ważną rolę w mieszaninie.
Wodór jest najlżejszym pierwiastkiem znanym ludzkości. Jest to również najprostsze. Pomimo niewielkich rozmiarów charakteryzuje się dużą energochłonnością. Ma wielką moc.
On jest wszędzie wokół nas. Pomyśl o wodzie. H2O. Dwa atomy wodoru, jeden atom tlenu. Źródła paliwa są obfite. Problemem jest separacja i przechowywanie, a nie dostępność.
Technologia zasilania samochodu na paliwie wodorowym już istnieje. To nie jest teoria. To jest inżynieria.
Przekształcanie wody w paliwo
Czy można przerobić samochód tak, aby jeździł na wodzie? To pytanie brzmi jak mit. Brzmi jak coś, co można zobaczyć w niskobudżetowym filmie.
Pomysł jest kuszący. Woda jest bezpłatna. Woda jest wszędzie. Jeśli uda Ci się zamienić je w paliwo, staniesz się niezależny energetycznie.
Następna strona wyjaśnia mechanikę i rzeczywistość.
Problem bilansu czystej energii przy samodzielnym tworzeniu urządzenia na paliwo wodorowe do samochodu
Całkowicie możliwe jest zakupienie zestawu i postępowanie zgodnie z instrukcjami dostępnymi w Internecie, aby zmontować układ paliwa wodorowego w swoim samochodzie. Możesz znaleźć samouczki oparte na użyciu standardowych części sklepu z narzędziami. Nauka stojąca za rozkładem wody jest prawdziwa. Sprawa staje się niejasna, czy faktycznie poprawia to zużycie paliwa.
Większość tych zmian ma swój początek w doktor Yule Brown. Promował zastosowanie elektrolizy do rozbicia wody na wodór i tlen. Ta mieszanina jest często nazywana HHO lub gazem Browna. Pomysł jest dość prosty: spalasz ten gaz jako uzupełnienie zwykłej benzyny. Wymaga to bardzo małej ilości wody. Obietnica jest taka, aby zaoszczędzić pieniądze na gazie.
Czy woda z kranu może zasilać silnik? Technicznie tak. Praktycznie? Prawdopodobnie nie jest to warte wysiłku.
Głównym problemem jest wskaźnik energii netto. Większość zestawów instalacyjnych HHO w pojazdach ma współczynnik ujemny. Zużywasz więcej energii niż otrzymujesz. Spójrzmy na matematykę. Jeśli do rozbicia wody na HHO potrzeba energii odpowiadającej jednemu galonowi benzyny, można odzyskać jedynie energię równoważną pół galonowi benzyny. Właśnie spaliłeś cały galon benzyny, wykonując pracę odpowiadającą pół galonowi pracy. Lepiej byłoby wykorzystać ten pojedynczy galon do bezpośredniego napędzania samochodu. Tracisz połowę swojej energii potencjalnej po prostu w procesie konwersji.
Są też inne problemy. Naukowcy z branży motoryzacyjnej wciąż badają, w jaki sposób wodór wpływa na materiały silnika. Wodór może powodować kruchość wodorową. Prowadzi to do kruchości i zniszczenia metalowych części silnika. Z biegiem czasu osłabia to integralność strukturalną komponentów.
Roztwór stopu aluminium i galu z Uniwersytetu Purdue
Sceptycyzm wobec zestawów dostępnych online i kruchości materiałów nie powstrzymuje inżynierów. W dalszym ciągu próbują rozwiązać problem ujemnego bilansu energetycznego netto wynikającego ze stosowania wodoru w samochodzie. Niektórzy producenci stworzyli już samochody elektryczne, które wykorzystują wodór magazynowany w zbiorniku. Samochody te tankowane są na zwykłych stacjach benzynowych.
Święty Graal to proces oddzielania wodoru od wody bez zużywania większej ilości energii, niż wytwarza. Naukowcy z Uniwersytetu Purdue pracują nad rozwiązaniem dokładnie tego problemu. Opracowali metodę, która wymaga niewielkiej ilości zewnętrznej energii lub nie wymaga jej wcale.
Sekret tkwi w kompozytowym stopie metalu składającym się z aluminium i galu. Dodanie wody do tego stopu powoduje rozdzielenie cząsteczek. Kompozyt przyciąga tlen, ale odpycha wodór. Tlen wiąże się z metalem. Wodór pozostaje wolny i oddzielony. Tworzy to zrównoważony cykl.
Technologia ta jest wciąż w fazie rozwoju. Już niedługo nie zobaczysz go pod maską swojego samochodu. Jeśli nie możesz się doczekać, aż nauka dogoni teorię, nadal możesz zamówić jeden z tych zestawów do konwersji.
„Dodanie wody do kompozytowego stopu aluminium i galu powoduje rozdzielenie wody na cząsteczki składowe. Kompozyt przyciąga tlen, ale nie wodór, pozostawiając pierwszy pierwiastek wolny i oddzielony.”
Przyszłość silników wodorowych
Cel pozostaje jasny. Potrzebujemy sposobu na pozyskiwanie energii z wody, który nie będzie kosztować więcej niż energia, którą wydobywamy. Metoda stosowania stopów aluminiowo-galowych firmy Purdue to krok we właściwym kierunku. Pozwala uniknąć wysokich kosztów energii tradycyjnej elektrolizy.
Wodorowe ogniwa paliwowe są już rzeczywistością w przypadku niektórych firm samochodowych. Samochody te przechowują wodór w zbiornikach sprężonych. Emitują jedynie parę wodną. Infrastruktura tankowania jest nadal ograniczona. Ale technologia jest opłacalna.
Zestawy do samodzielnego montażu oferują skrót. Ignorują deficyt czystej energii. Ignorują ryzyko uszkodzenia silnika. Obiecują oszczędności, które nie istnieją. Nauka jest obecna. Nie ma praktycznego zastosowania.
Dopóki nie zmieni się bilans energetyczny, marzenie o jeździe samochodem na wodzie z kranu pozostanie tylko marzeniem. Badania trwają. Zestawy pozostają dostępne. Wybór należy do Ciebie.
