28.03.2004r.

W minionym roku głośno było o przeprowadzanym na Islandii eksperymencie, który ma powoli zmieniać świat! Chodzi o paliwo wodorowe. Zbudowano na Wyspie pierwszą na świecie stację wodorowego paliwa, a po stolicy jeżdżą już samochody na ten "cudowny" rodzaj energii. Ale od początku...

CO Z TYM MISIEM?

Jeżeli weźmiemy cząsteczkę wody i przyjrzymy się jej dokładnie, zauważymy, że składa się ona z jednego atomu tlenu i dwóch atomów wodoru: H-O-H (gdzie H - oznacza wodór, a O - tlen). Duży atom tlenu "trzyma" dwa atomy wodoru, tworząc grupę atomów w kształcie litery V. Całość podobna jest trochę do głowy misia, gdzie atomy wodoru stanowią niejako uszy misia. Tak więc wiemy, że trzy atomy stanowią najważniejszą dla nas molekułę, dzięki której istnieje życie na Ziemi.

Jak się okazuje, składniki naszego "misia" są bardzo proste i mają jeszcze jedną cechę: otóż jeżeli mamy osobno tlen i osobno wodór, to możemy przeprowadzić reakcję spalania wodoru w tymże tlenie (reakcja syntezy), w wyniku czego uzyskujemy... wodę! Ale oczywiście, naszym celem nie jest uzyskiwanie tą drogą wody, której mamy pod dostatkiem z innych źródeł. Efektem ubocznym reakcji łączenia się tlenu z wodorem jest ogromna ilość energii, i ta właśnie energia interesuje nas najbardziej. Proszę się przyjrzeć tej reakcji:

2H₂ + O₂ ---> 2H₂O

Substratami są tlen (którego mamy pod dostatkiem w naszej atmosferze) oraz nietoksyczny, czysty wodór, który jako neutralny gaz nie zanieczyszcza wody, ziemi i powietrza. Produktem jest czysta woda, która w żaden sposób nie może być porównywana ze spalinami uzyskiwanymi przy spalaniu paliw węglowodorowych.
Jedyny problem to skąd wziąć wodór? Nie można go bowiem wydobyć, nie występuje również w większych ilościach w naturze.

ROZBIJANIE MISIA

Oczywiście najlepszym źródłem wodoru jest sama woda, ale żeby rozłożyć wodę z powrotem do tlenu i wodoru potrzeba energii większej niż uzyskana przy spaleniu tych gazów. Energię taką możemy uzyskać np. ze Słońca, wody lub powietrza budując odpowiednio elektrownie słoneczne, wodne czy wiatrowe. Do tego, na Islandii dochodzi jeszcze jedno ciekawe źródło: energia geotermalna.

No, ale ktoś się może zapytać: to po co wkładać energię w rozbijanie wody, by potem ją odzyskiwać, czy nie lepiej od razu uzyskaną ze źródeł naturalnych energię wykorzystać w pojazdach, elektrowniach itd.? I tu pojawia się problem, niestety nie potrafimy skutecznie i wydajnie magazynować energii elektrycznej. Akumulatory, ogniwa, baterie - to wszystko ma zbyt małą pojemność. Charakter źródeł naturalnej energii jest taki, że nie można się bezpośrednio opierać na tej energii; promieniowanie słoneczne nie zawsze dociera do Ziemi, wiatry nie zawsze wieją, a poziom wody w rzekach jest różny, a poza tym korzystanie z tego ostatniego źródła jest ograniczone tylko do konkretnego miejsca przy rzece.

Dlatego naukowcy stwierdzili, że najlepszym sposobem magazynowania i przenoszenia energii, będzie wodór, który można w dowolnej chwili spalić i odzyskać (z pewnymi stratami) energię. Jest to najczystsze paliwo jakie możemy sobie wyobrazić.

Aby rozbić cząsteczkę wody na wodór i tlen nie używa się żadnych młotków, nie grzeje się też wody do temperatury, w której mogłyby rozszczepić się wiązania między tlenem i wodorem. Wykorzystuje się natomiast zjawisko elektrolizy, a więc rozkładu cząsteczki pod wpływem elektronów pochodzących od przepływającego przez wodny roztwór soli prądu elektrycznego. Na jednej elektrodzie wytwarza się tlen, a na drugiej wodór. Rozdzielając przestrzeń między tymi dwoma elektrodami możemy uzyskiwać czysty tlen i wodór. Tlen możemy wykorzystać w dowolnej innej technologii lub medycynie, natomiast powstały gazowy wodór możemy sprężyć i przechowywać.

PLUSY I MINUSY

Właściwie paliwo wodorowe ma prawie same zalety: od niskiej toksyczności po nieszkodliwe produkty spalania; jedyną wadą jest postać gazowa tego paliwa oraz łatwość w zapaleniu się od małej iskry w powietrzu.

Naukowcy jednak nie leniuchują i wciąż słyszymy o nowych możliwościach magazynowania i transportowania wodoru. Problem w tym, że ilość energii którą można uzyskać z litra sprężonego wodoru jest mniejsza niż z litra benzyny, a więc potrzebny byłby większy zbiornik paliwa, by przejechać taką samą ilość kilometrów.

Najciekawszym pomysłem jest wykorzystanie wiązania się wodoru z niektórymi metalami. Związki takie (zwane wodorkami metali) znajdują już zastosowanie w przemyśle i gospodarce. Innym ciekawym rozwiązaniem jest przechowywanie wodoru jako roztwór w metanolu. Ta metoda jednak sprawia, że oprócz wodoru będzie spalany również metanol, a więc nie jest to już taka czysta technologia i wymaga również chemicznej produkcji metanolu.

ISLANDIA W AWANGARDZIE

O możliwościach związanych z silnikami wodorowymi uczeni wiedzą już od dawna, jednak dopiero teraz realnie rozważa się możliwość seryjnej produkcji silników wodorowych i budowy sieci stacji "wodorowych". Na pewno przyczyniło się do tego wiele czynników: zmniejszające się rezerwy bogactw naturalnych, konflikty zbrojne w krajach produkujących ropę i wreszcie sama dbałość o nasze środowisko i nasze zdrowie.

I tu właśnie pojawia się na scenie Islandia. Jest to małe, ale bogate i bardzo nowoczesne państwo. Społeczeństwo islandzkie jest bodaj najbardziej na świecie otwarte na nowinki techniczne. Na Islandii możemy znaleźć ostatnie modele samochodów, elektroniki, komputerów, robotów itp. Nawet na małej farmie można znaleźć często produkty, o których jeszcze niedawno słyszało się tylko w programach popularno-naukowych.

Z drugiej strony Islandia oferuje tanie źródła energii elektrycznej potrzebnej do produkcji wodoru. Elektrownie geotermalne, wodne i wiatrowe to podstawa gospodarki kraju. Stąd nie może dziwić decyzja Shella, by pierwszą światową stację wodorową wybudować w Reykjavíku. To tutaj ruszą pierwsze autobusy napędzane wodorem. Będzie można śmiało przyłożyć nos do rury wydechowej, z której wydobywać się będzie jedynie gorąca para wodna (żadnych śmierdzących spalin!).

W islandzkim eksperymencie o nazwie ECTOS bierze udział wiele firm: "Icelandic New Energy", Daimler-Chrysler, Norsk Hydro, Royal Dutch Shell. Część funduszy na ten cel przeznaczyła również Unia Europejska, która przeznaczyła 2,8 miliona euro. Koszt całego projektu to ok. 7 milionów euro.

Na wodorowej stacji Shella tankują już 3 autobusy, kursujące po Reykjavíku, zaprojektowane i wyprodukowane przez firmę Dailmer-Chrysler. Jedno tankowanie ma wystarczyć na przejechanie ok. 210-220 km.

Tak więc dzięki wodorowemu projektowi znów Islandia wysunęła się na czoło najnowocześniejszych państwa świata i co więcej, nie spoczywa na laurach. W ciągu najbliższych 20 lat, Islandczycy chcą przestawić swoją gospodarkę na wodór. Tak więc z ery węgla i ropy powoli świat, za przykładem Islandii, zacznie wchodzić w erę wodoru.