Năng lượng hydro là gì và nó hoạt động như thế nào

1.Năng lượng hydro là gì

Hydro, nguyên tố số một trong bảng tuần hoàn, có số proton thấp nhất, chỉ một. Nguyên tử hydro cũng là nguyên tử nhỏ nhất và nhẹ nhất trong tất cả các nguyên tử. Hydro xuất hiện trên Trái đất chủ yếu ở dạng kết hợp, trong đó nổi bật nhất là nước, là chất phân bố rộng rãi nhất trong vũ trụ.

Hydro có giá trị đốt cháy rất cao. So sánh lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cùng một khối lượng khí tự nhiên, xăng và hydro:

Trong cùng điều kiện,

Đốt 1 gam khí tự nhiên, theo phép đo, tỏa ra khoảng 55,81 kilôgam nhiệt;

Đốt 1 gam xăng tỏa ra nhiệt lượng khoảng 48,4 kilôgam;

Đốt 1 gam hydro tỏa ra nhiệt lượng khoảng 142,9 kilojoules.

Đốt hydro tỏa nhiệt gấp 2,56 lần so với khí đốt tự nhiên và gấp 2,95 lần so với xăng. Không khó để nhận thấy từ những dữ liệu này rằng hydro có những đặc tính cơ bản của nhiên liệu lý tưởng - giá trị đốt cháy cao!

Hydrogen energy mainly belongs to secondary energy, the key lies in whether its logic, technology and economy have the significance and value of ecological balance, environmental governance and climate change. Secondary energy belongs to the intermediate link between primary energy and energy users, and can be divided into two categories: one is "process performance source", the other is "energy containing body energy". There is no doubt that electric energy is the most widely used "process performance source", while gasoline, diesel and kerosene are the most widely used "energetic energy source".

Theo quan điểm logic, do "nguồn hiệu suất quy trình" khó được lưu trữ trực tiếp với số lượng lớn nên các phương tiện vận tải hiện đại có tính di động mạnh như ô tô, tàu thủy và máy bay không thể sử dụng một lượng lớn năng lượng điện từ các nhà máy điện. Thay vào đó, họ chỉ có thể sử dụng một lượng lớn “năng lượng chứa năng lượng” như xăng, dầu diesel, dầu hỏa hàng không và khí tự nhiên hóa lỏng.

Tuy nhiên, truyền thống có thể không phải lúc nào cũng tồn tại lâu dài và truyền thống có thể không phải lúc nào cũng hợp lý. Với sự gia tăng và phát triển của xe điện và xe điện hybrid, “nguồn hiệu suất quá trình” cũng có thể thay thế “năng lượng chứa năng lượng”. Theo suy luận logic, với việc tiêu thụ năng lượng hóa thạch liên tục, tài nguyên cuối cùng sẽ cạn kiệt và “năng lượng chứa năng lượng” mới chắc chắn sẽ xuất hiện, trong đó năng lượng hydro là đại diện chính.

Hydro có rất nhiều trong tự nhiên, ước tính chiếm khoảng 75% khối lượng của vũ trụ. Nó hiện diện rộng rãi trong không khí, nước, nhiên liệu hóa thạch và tất cả các loại carbohydrate.

Hydro có hiệu suất đốt cháy tốt, điểm đánh lửa cao, phạm vi cháy rộng và tốc độ đốt cháy nhanh. Từ góc độ nhiệt trị và quá trình đốt cháy, hydro chắc chắn là năng lượng chất lượng cao và hiệu quả. Ngoài ra, bản thân hydro không độc hại. Ngoài việc tạo ra nước và một lượng nhỏ hydro nitrit sau khi đốt, nó sẽ không tạo ra các chất ô nhiễm có hại cho hệ sinh thái và môi trường, đồng thời không thải ra khí carbon dioxide. Vì vậy, năng lượng hydro thuộc loại năng lượng sạch, có ý nghĩa to lớn trong việc quản lý môi trường sinh thái và giảm lượng khí thải carbon dioxide.

2. Vai trò của năng lượng hydro

Năng lượng hydro có một dây chuyền công nghiệp khổng lồ bao gồm việc chuẩn bị, lưu trữ, vận chuyển và tiếp nhiên liệu hydro, pin nhiên liệu và các ứng dụng đầu cuối.

Trong sản xuất điện, năng lượng hydro có thể được sử dụng để sản xuất điện sạch nhằm cân bằng nhu cầu điện năng và giải quyết tình trạng thiếu điện trong giờ cao điểm.

Khi sưởi ấm, năng lượng hydro có thể được trộn với khí tự nhiên, đây là một trong số ít nguồn năng lượng carbon thấp có thể cạnh tranh với khí tự nhiên trong tương lai.

Trong lĩnh vực hàng không, nơi thải ra hơn 900 triệu tấn carbon dioxide mỗi năm, năng lượng hydro là phương thức chính để phát triển ngành hàng không carbon thấp.

Trong lĩnh vực quân sự, pin nhiên liệu hydro có thể được sử dụng trong lĩnh vực quân sự với ưu điểm là êm ái, có thể tạo ra dòng điện liên tục, chuyển hóa năng lượng cao, là điều kiện quan trọng của khả năng tàng hình của tàu ngầm.

Xe năng lượng hydro, xe năng lượng hydro có hiệu suất đốt cháy tốt, đánh lửa nhanh, nhiệt trị cao, trữ lượng dồi dào và các ưu điểm khác. Năng lượng hydro có nhiều nguồn và ứng dụng khác nhau, có thể giảm tỷ lệ năng lượng hóa thạch một cách hiệu quả.

Nâng cao trình độ phát triển sạch và phát triển năng lượng hydro là yếu tố quan trọng để xây dựng hệ thống cung cấp năng lượng “bổ sung đa năng lượng”, đồng thời là động lực chính cho chuyển đổi và nâng cấp năng lượng.