Hidrogenul

5.1. Introducere

Cu mai bine de şapte decenii în urmă, în anul 1923, cunoscutul savant Svante Arrhenius afirma, pesimist, că, menţinând actualul ritm de consum, omenirea riscă să rămână fără combustibili fosili spre sfârşitul secolului. Acum 25 de ani Louis Puiseaux spunea, în mod plastic, că „dincolo de anul 2000 va începe să se vadă fundul canistrei". Depăşirea anilor '70 ai ultimului secol pare să fi atenuat însă febra penuriei combustibilului. Şi cu toate acestea, minţi mai sceptice, dar poate mai realiste, nu încetează să trudească spre a găsi alternative la combustibilii tradiţionali, pentru că totuşi „robinetul" se va închide cândva. Una dintre aceste alternative este hidrogenul. Faptul că numeroase mari firme sunt deja angrenate în vaste programe de cercetare în acest domeniu (Ford, Mercedes, DFLR - Gerrnania, Daimler-Benz, NAMI - Rusia, Renault, Daf Chrysler) arată că ideea este fezabilă şi pare a reprezenta, într-adevăr, şansa de a învinge dezechilibrul care se accentuează dintre creşterea consumului, pe de o parte, şi cantităţile, limitate în definitiv, de petrol, gaze naturale şi cărbune.

Hidrogenul furnizează energie chimică şi care datorită ponderii sale în apa Oceanului Planetar poate fi considerată o sursă inepuizabilă. Prezintă avantajul că nu este poluant comparativ cu hidrocarburile clasice, poate fi stocat sub formă gazoasă sau lichidă şi poate fi produs în cantităţi inepuizabile.

Deoarece se găseşte în combinaţii chimice stabile ( apa ) a cărei descompunere necesită un consum de energie mai mare decât cea obţinută prin ardere, hidrogenul nu este considerat o sursă de energie primară. Ţinând cont de capacitatea calorică foarte mare a acestui combustibil, în prezent se află în stadiu de experiment motoare cu ardere internă şi motoare cu reacţie, care să funcţioneze cu hidrogen, precum se încearcă şi introducerea lui în diverse ramuri ale industriei de transformare ( Ex. la reducerea minereului de fier).

Hidrogenul are utilizări în industria chimică la sinteza amoniacului, fabricarea metanolului, producerea de combustibil lichid din cărbune sau şisturi bituminoase, în industria alimentară etc. Cea mai mare parte a hidrogenului utilizat în aceste procese se obţine din hidrocarburi sau din descompunerea apei la temperaturi înalte, în prezenţa carbonulul Dezavantajul constă în preţul de producere de 3-4 ori mai mare decât echivalentul în petrol.

Pentru obţinerea hidrogenului în condiţii avantajoase se încearcă utilizarea reactoarelor nucleare de temperatură înalte pentru descompunerea apei la temperaturi mici cu ajutorul unor catalizatori, de aici decurgând şi avantajul producerii simultan a oxigenului cu posibilităţi şi de utilizare în siderurgie sau la purificarea apei uzate. Dintre aplicaţiile hidrogenului ( unele cu caracter experimental ) amintim:

- " cablul criogenic "- este un supraconductor în care se utilizează hidrogen lichid ca agent de răcire şi care permite astfel transportul curentului electric fără pierderi (fig.29 );

- utilizarea drept combustibil în aviaţie duce la micşorarea greutăţii combustibilului necesar. Ex. Un avion de pasageri pe ruta Paris - Los Angeles ( 9 200 km ) consumă 41 t de hidrogen în loc de 121 t combustibil convenţional;

- aplicaţii militare, la fabricarea bombei cu hidrogen, carburant pentru rachete etc.

Uzina proiectată de o echipă japonezo - americană destinată fabricării hidrogenului din apa de mare cuprinde o platformă de 100 km2 cu 48 km2 plute generatoare de valuri, cu oglinzi de 100x50 m, care captează raze de soare şi le focalizează asupra unui amestec de săruri care se supraîncălzeşte ( 500° C ) şi pune în funcţie turbine generatoare de curent. Energia electrică produsă este utilizată apoi la electroliza apei marine, rezultând hidrogen şi gaze, care lichefiate sunt transportate la ţărm.