Re tla hlahisa "hydrogen", moloko o latelang oa matla o sa nke lehlakore ka carbon. Hydrogen e arotsoe ka mefuta e meraro: "hydrogen hydrogen", "blue hydrogen" le "grey hydrogen", e 'ngoe le e' ngoe e na le mokhoa o fapaneng oa tlhahiso. Hape re tla hlalosa mokhoa o mong le o mong oa ho etsa, thepa ea 'mele e le likarolo, mekhoa ea polokelo / ea lipalangoang, le mekhoa ea ts'ebeliso. 'Me ke tla boela ke tsebise hore na ke hobane'ng ha moloko o latelang e le mohloli o moholo oa matla.
Electrolysis ea Metsi ho Hlahisa Hydrogen e Tala
Ha u sebelisa hydrogen, ke habohlokoa ho "hlahisa hydrogen" leha ho le joalo. Tsela e bonolo ka ho fetisisa ke ho "electrolyze metsi". Mohlomong u entse mahlale a sekolo sa grade. Tlatsa beaker ka metsi le li-electrode ka metsing. Ha betri e hoketsoe ho li-electrode 'me e matlafatsoa, lits'ebetso tse latelang li etsahala ka metsing le ho elektrode ka 'ngoe.
Ho cathode, H + le lielektrone li kopana ho hlahisa khase ea hydrogen, ha anode e hlahisa oksijene. Leha ho le joalo, mokhoa ona o nepahetse bakeng sa liteko tsa mahlale a sekolo, empa ho hlahisa hydrogen indastering, mekhoa e sebetsang e loketseng tlhahiso e kholo e tlameha ho lokisoa. Ke "polymer electrolyte membrane (PEM) electrolysis".
Ka mokhoa ona, lera la semipermeable la polymer le lumellang hore ho fete li-ion tsa hydrogen le kenngoe lipakeng tsa anode le cathode. Ha metsi a tšeloa ka har'a anode ea sesebelisoa, li-ion tsa haedrojene tse hlahisoang ke electrolysis li tsamaea ka lera le khonang ho phunyeletsa ho ea ho cathode, moo li fetohang molek'hule hydrogen. Ka lehlakoreng le leng, li-ion tsa oksijene li ke ke tsa feta ka har'a lera le khonang ho kenella ebe li fetoha limolek'hule tsa oksijene sebakeng sa anode.
Hape ho electrolysis ea metsi a alkaline, o etsa haedrojene le oksijene ka ho arola anode le cathode ka karohano eo ho eona feela li-ion tsa hydroxide li ka fetang. Ho feta moo, ho na le mekhoa ea indasteri e kang electrolysis ea mocheso o phahameng oa mocheso.
Ka ho etsa lits'ebetso tsena ka tekanyo e kholo, ho ka fumanoa palo e kholo ea hydrogen. Nakong eo, ho boetse ho hlahisoa oksijene e ngata (halofo ea hydrogen e hlahisoang), e le hore e se ke ea e-ba le tšusumetso e mpe ea tikoloho haeba e ka lokolloa sepakapakeng. Leha ho le joalo, electrolysis e hloka motlakase o mongata, kahoo hydrogen e se nang carbon e ka hlahisoa haeba e hlahisoa ka motlakase o sa sebeliseng libeso tsa khale, tse kang li-turbine tsa moea le lisebelisoa tsa letsatsi.
U ka fumana "hydrogen e tala" ka metsi a electrolyzing ka ho sebelisa matla a hloekileng.
Ho boetse ho na le jenereithara ea haedrojene bakeng sa tlhahiso e kholo ea hydrogen ena e tala. Ka ho sebelisa PEM karolong ea electrolyzer, hydrogen e ka hlahisoa ka ho tsoelang pele.
Hydrogen e putsoa e Entsoe ka Fuels ea Fossil
Joale, litsela tse ling tsa ho etsa haedrojene ke life? Hydrogen e teng ka har'a libeso tse kang khase ea tlhaho le mashala e le lintho tse ling ntle le metsi. Ka mohlala, nahana ka methane (CH4), e leng karolo e ka sehloohong ea khase ea tlhaho. Ho na le liathomo tse 'nè tsa haedrojene mona. U ka fumana haedrojene ka ho ntša haedrojene ena.
E 'ngoe ea tsena ke ts'ebetso e bitsoang "steam methane reforming" e sebelisang mouoane. Mokhoa oa lik'hemik'hale oa mokhoa ona ke o latelang.
Joalokaha u ka bona, carbon monoxide le hydrogen li ka ntšoa molek'hule e le 'ngoe ea methane.
Ka tsela ena, haedrojene e ka hlahisoa ka mekhoa e kang "steam reforming" le "pyrolysis" ea khase ea tlhaho le mashala. "Blue hydrogen" e bolela haedrojene e hlahisoang ka tsela ena.
Leha ho le joalo, tabeng ena, carbon monoxide le carbon dioxide li hlahisoa e le lihlahisoa. Kahoo u tlameha ho li sebelisa hape pele li lokolloa sepakapakeng. Sehlahisoa sa carbon dioxide, haeba se sa fumanehe, se fetoha khase ea hydrogen, e tsejoang e le "grey hydrogen".
Hydrogen ke Mofuta Ofe oa Element?
Hydrogen e na le nomoro ea athomo ea 1 'me ke ntho ea pele tafoleng ea periodic.
Palo ea liathomo ke e kholo ka ho fetisisa bokahohleng, e etsang karolo ea 90 lekholong ea likarolo tsohle tsa bokahohle. Athomo e nyenyane ka ho fetisisa e nang le proton le elektrone ke athomo ea hydrogen.
Hydrogen e na le li-isotopo tse peli tse nang le li-neutron tse khomaretsoeng khubung. "deuterium" e le 'ngoe e kopantsoeng le neutron le "tritium" tse peli tse kopantsoeng le neutron. Tsena hape ke lisebelisoa tsa tlhahiso ea matla a fusion.
Ka har’a naleli e kang letsatsi, ho etsahala motsoako oa nuclear ho tloha ho hydrogen ho ea ho helium, e leng mohloli oa matla oa hore naleli e khanye.
Leha ho le joalo, haedrojene ke ka seoelo e leng teng e le khase Lefatšeng. Hydrogen e etsa metsoako le lintho tse ling tse kang metsi, methane, ammonia le ethanol. Kaha haedrojene ke ntho e khanyang, ha mocheso o ntse o phahama, lebelo la ho tsamaea ha limolek’hule tsa hydrogen lea eketseha, ’me le baleha matla a khoheli a lefatše ho ea sepakapakeng.
Mokhoa oa ho sebelisa Hydrogen? Sebelisa ka Combustion
Joale, “hydrogen”, e hapileng tlhokomelo ea lefatše ka bophara e le mohloli o latelang oa matla, e sebelisoa joang? E sebelisoa ka mekhoa e 'meli e meholo: "mollo" le "fuel cell". Ha re qale ka tšebeliso ea "chesa".
Ho na le mefuta e 'meli e meholo ea mollo e sebelisoang.
Ea pele e tšoana le mafura a rokete. Rokete ea Japane ea H-IIA e sebelisa khase ea haedrojene “liquid hydrogen” le “liquid oxygen” tseo le tsona li leng boemong ba cryogenic joalo ka libeso. Tsena tse peli li kopantsoe, 'me matla a mocheso a hlahisoang ka nako eo a potlakisa ente ea limolek'hule tsa metsi tse hlahisoang, tse fofang sebakeng. Leha ho le joalo, kaha ke enjene e thata ka botekgeniki, ntle le Japane, ke United States feela, Europe, Russia, China le India tse kopantseng mafura ana ka katleho.
Ea bobeli ke tlhahiso ea matla. Ho hlahisa matla a turbine ea khase le hona ho sebelisa mokhoa oa ho kopanya haedrojene le oksijene ho hlahisa matla. Ka mantsoe a mang, ke mokhoa o shebang matla a mocheso a hlahisoang ke hydrogen. Libakeng tsa motlakase tse futhumatsang mocheso, mocheso o tsoang ho mashala a tukang, oli le khase ea tlhaho o hlahisa mouoane o tsamaisang li-turbine. Haeba haedrojene e sebelisoa e le mohloli oa mocheso, setsi sa motlakase se tla be se sa nke lehlakore.
Mokhoa oa ho sebelisa Hydrogen? E sebelisoa joalo ka Cell ea Mafura
Tsela e 'ngoe ea ho sebelisa haedrojene ke e le fuel cell, e fetolang haedrojene hore e be motlakase. Haholo-holo, Toyota e ile ea lebisa tlhokomelo Japane ka ho hlahisa likoloi tse nang le hydrogen-fueled ho e-na le likoloi tsa motlakase (EVs) e le mokhoa o mong oa likoloi tsa peterole e le karolo ea mehato ea eona ea ho futhumala ha lefatše.
Ka ho khetheha, re etsa mokhoa o fapaneng ha re hlahisa mokhoa oa ho etsa "green hydrogen". Foromo ea lik'hemik'hale ke e latelang.
Hydrogen e ka hlahisa metsi (metsi a chesang kapa mouoane) ha e ntse e hlahisa motlakase, 'me e ka hlahlojoa hobane ha e behe moroalo tikolohong. Ka lehlakoreng le leng, mokhoa ona o na le matla a fokolang a matla a ho hlahisa matla a 30-40%, 'me o hloka platinum e le mohloli, kahoo o hloka litšenyehelo tse eketsehileng.
Hajoale, re sebelisa polymer electrolyte fuel cell (PEFC) le phosphoric acid fuel cell (PAFC). Haholo-holo, likoloi tsa mafura a mafura li sebelisa PEFC, kahoo ho ka lebelloa ho ata nakong e tlang.
Na Polokelo ea Haedrojene le Lipalangoang li Sireletsehile?
Hona joale, re nahana hore u utloisisa hore na khase ea hydrogen e etsoa le ho sebelisoa joang. Joale u boloka haedrojene ee joang? U e fumana joang moo u e hlokang? Ho thoe’ng ka tšireletso ka nako eo? Re tla hlalosa.
Ha e le hantle, haedrojene le eona ke ntho e kotsi haholo. Mathoasong a lekholo la bo20 la lilemo, re ne re sebelisa haedrojene e le khase ho phaphamisa libalune, libalune le likepe tsa moea leholimong hobane ho ne ho le khanya haholo. Leha ho le joalo, ka la 6 May, 1937, New Jersey, USA, “ho phatloha ha sefofane sa Hindenburg” ho ile ha etsahala.
Ho tloha ha kotsi e etsahala, ho 'nile ha tsejoa hohle hore khase ea hydrogen e kotsi. Haholo-holo ha e tšoara mollo, e tla phatloha ka matla ka oksijene. Ka hona, ho “leka oksijene” kapa “ho qoba mocheso” ke habohlokoa.
Kamora ho nka mehato ena, re ile ra tla le mokhoa oa ho tsamaisa thepa.
Hydrogen ke khase e mocheso oa kamore, kahoo le hoja e ntse e le khase, e ngata haholo. Mokhoa oa pele ke ho sebelisa khatello e phahameng le ho hatella joalo ka cylinder ha u etsa lino tse nang le carbonate. Lokisetsa tanka e khethehileng ea khatello e phahameng 'me u e boloke tlas'a maemo a phahameng a khatello e kang 45Mpa.
Toyota, e hlahisang likoloi tsa mafura a mafura (FCV), e ntse e hlahisa tanka ea hydrogen e nang le khatello e phahameng e ka mamellang khatello ea 70 MPa.
Mokhoa o mong ke ho pholile ho fihlela ho -253°C ho etsa mokelikeli oa hydrogen, le ho o boloka le ho o tsamaisa ka litanka tse khethehileng tse kentsoeng mochesong. Joalo ka LNG (liquefied natural gas) ha khase ea tlhaho e romelloa ho tsoa kantle ho naha, haedrojene e hloekisoa nakong ea lipalangoang, e fokotsa bophahamo ba eona ho 1/800 ea boemo ba eona ba khase. Ka 2020, re ile ra phethela mochini oa pele oa lefats'e oa mokelikeli oa haedrojene. Leha ho le joalo, mokhoa ona ha o loketse likoloi tsa lisele tsa mafura hobane o hloka matla a mangata ho pholisa.
Ho na le mokhoa oa ho boloka le ho romela ka litanka tse kang ona, empa re ntse re hlahisa mekhoa e meng ea polokelo ea haedrojene.
Mokhoa oa ho boloka ke ho sebelisa li-alloys tsa polokelo ea haedrojene. Hydrogen e na le thepa ea litšepe tse phunyeletsang le ho li senya. Ena ke keletso ea tsoelopele e ileng ea ntlafatsoa United States lilemong tsa bo-1960. JJ Reilly le ba bang. Liteko li bontšitse hore haedrojene e ka bolokoa le ho lokolloa ho sebelisoa motsoako oa magnesium le vanadium.
Ka mor'a moo, o ile a atleha ho hlahisa ntho e kang palladium, e khonang ho monya haedrojene ka makhetlo a 935.
Molemo oa ho sebelisa motsoako ona ke hore o ka thibela likotsi tsa ho lutla ha hydrogen (haholo-holo likotsi tsa ho phatloha). Ka hona, e ka bolokoa ka mokhoa o sireletsehileng le ho tsamaisoa. Leha ho le joalo, haeba u se hlokolosi 'me u e tlohela sebakeng se fosahetseng, li-alloys tsa polokelo ea haedrojene li ka lokolla khase ea haedrojene ha nako e ntse e ea. Hantle, esita le tlhase e nyenyane e ka baka kotsi ea ho phatloha, kahoo e-ba hlokolosi.
E boetse e na le bothata ba hore ho monya ha haedrojene khafetsa le ho senyeha ho lebisa ho embrittlement le ho fokotsa sekhahla sa ho monya haedrojene.
E 'ngoe ke ho sebelisa lipeipi. Ho na le boemo ba hore e tlameha ho ba e sa hatelletsoeng le khatello e tlase ho thibela ho emisoa ha lipeipi, empa molemo ke hore lipeipi tse teng tsa khase li ka sebelisoa. Tokyo Gas e ile ea etsa mosebetsi oa kaho Harumi FLAG, e sebelisa lipeipi tsa khase ea toropo ho fana ka haedrojene liseleng tsa mafura.
Mokhatlo oa Bokamoso o Thehiloe ke Matla a Hydrogen
Qetellong, a re hlahlobeng karolo eo hydrogen e ka bang le eona sechabeng.
Habohlokoa le ho feta re batla ho khothalletsa sechaba se se nang carbon, re sebelisa hydrogen ho hlahisa motlakase ho e-na le matla a mocheso.
Ho e-na le lifeme tse khōlō tse fehlang motlakase ka mocheso o chesang, malapa a mang a hlahisitse mekhoa e kang ENE-FARM, e sebelisang hydrogen e fumanoang ka ho fetola khase ea tlhaho ho hlahisa motlakase o hlokahalang. Leha ho le joalo, potso ea hore na ho etsoe eng ka lihlahisoa tsa morao-rao tsa ts'ebetso ea ntlafatso e ntse e le teng.
Nakong e tlang, haeba ho potoloha ha haedrojene ka boeona ho eketseha, joalo ka ho eketsa palo ea liteishene tsa hydrogen refueling, ho tla khoneha ho sebelisa motlakase ntle le ho ntša carbon dioxide. Ha e le hantle, motlakase o hlahisa haedrojene e tala, kahoo o sebelisa motlakase o hlahisoang ke khanya ea letsatsi kapa moea. Matla a sebelisoang bakeng sa electrolysis e lokela ho ba matla a ho hatella boholo ba tlhahiso ea matla kapa ho tjhaja betri e ka tjhajoang ha ho na le matla a eketsehileng a tsoang ho matla a tlhaho. Ka mantsoe a mang, haedrojene e boemong bo tšoanang le ba betri e ka nchafatsoang. Haeba sena se etsahala, qetellong ho tla khoneha ho fokotsa tlhahiso ea matla a mocheso. Letsatsi leo ka lona enjene e tukang ka hare e nyamelang likoloing le ntse le atamela ka potlako.
Hydrogen e ka boela ea fumanoa ka tsela e 'ngoe. Ha e le hantle, haedrojene e ntse e le sehlahisoa sa tlhahiso ea soda ea caustic. Har'a tse ling, ke sehlahisoa sa tlhahiso ea coke ho etsa tšepe. Haeba u beha hydrogen ena kabong, u tla khona ho fumana mehloli e mengata. Khase ea haerojene e hlahisoang ka tsela ena e boetse e fanoa ke liteishene tsa haedrojene.
A re shebeng ho feta nakong e tlang. Bongata ba matla a lahlehileng hape ke taba mabapi le mokhoa oa phetiso o sebelisang lithapo ho fana ka matla. Ka hona, nakong e tlang, re tla sebelisa haedrojene e tsamaisoang ka liphaephe, feela joaloka litanka tsa asiti ea carbonic tse sebelisoang ha ho etsoa lino tse nang le carbonate, ’me re reke tanka ea haedrojene lapeng ho fehla motlakase bakeng sa lelapa le leng le le leng. Lisebelisoa tsa mehala tse sebelisang libeteri tsa haedrojene li se li tloaelehile. Ho tla thahasellisa ho bona bokamoso bo joalo.
Nako ea poso: Jun-08-2023
