Ivana Perovi Institut za nuklearne nauke Vina

Nove fizikohemijske metode

VODONINA ENERGIJA Oko 80% svetske potranje za energijom danas zadovoljavaju ugljovodonici fosilnog porekla, tzv. fosilna goriva. Meutim, propratni efekti korienja ovih, zagaujuih izvora energije, nameu potrebu za masovnijom upotrebom ekoloki prihvatljivih i obnovljivih izvora. Imajui u vidu ove injenice, u svetu se intenzivno radi na pronalaenju i razvijanju alternativnih izvora energije koji e se uklopiti u ekoloke principe novog vremena. Ako se malo osvrnemo i pogledamo koji prirodni resurs bi mogao da zadovolji zahteve za masovnim iskoriavanjem i lakom dostupnou, ne bi nam puno trebalo da vidimo da je to nita drugo do voda. Voda je najzastupljeniji prirodni resurs na svetu i koristi se za proizvodnju jednog od najprosperitetnijih goriva budunosti vodonika. Energetski potencijl vodonika lei u njegovoj sposobnosti d slui ko izvor energije i kao medijum pogodn z njeno efiksno sklditenje, trnsport i mnipulciju, s mlo ili nimlo zgenj. Vodnina energija je hemijska energija sadrana u vodoniku. Ako se vodonik koristi kao gorivo, bilo za proizvodnju toplote ili elektrine struje, pored energije kao proizvod daje samo vodu nema zagaivaa ivotne sredine, nema gasova staklene bate (CO2, NOx) i ne oteuje se ozonski sloj (CH4, CCl3F). Vodonik moe biti apsolutno ist izvor energije pod uslovom da se kao primarni izvor energije za njegovu proizvodnju ne koriste fosilna goriva (ugalj, nafta, prirodni gas, biomasa), ve obnovljivi izvori: hidroenergija, solarna energija i energija vetra. Iako je najrasprostranjeniji element u svemiru, vodonik postoji na Zemlji u svojoj slobodnoj formi (H2) samo u malim koliinama. Stoga ga je neophodno izvui iz njegovih jedinjenja kao to su voda, u kojoj je dostupan u gotovo neiscrpnim koliinama, ugljovodonina goriva itd. Razlaganje vode moe biti: hemijsko, direktno termiko, putem termohemijskih ciklusa i elektrolitiko. Najjednostavniji nain za dobijanje vodonika iz vode je proces elektrolize, razdvajanje vode (H2O) na njene sastavne delove - vodonik i kiseonik. Elektrolitiko razlaganje vode se vri putem elektrine struje uz pomo elektroda uronjenih u vodeni rastvor elektrolita. Postoje razne vrste elektrolita: rastvori baza, kiselina, soli, vrsti elektroliti (npr. provodni polimeri), rastopi soli itd. U industriji se najee koriste alkalni elektrolizeri, gde je elektrolit baza. Vodonik se moe skladitati u sudovima pod pritiskom, kao i u tenom stanju, u obliku jedinjenja koja ga lako oslobaaju (hidridi metala). Transport i distribucija omogueni su gasovodima, brodovima, kamionima i vozovima. Moe da slui kao gorivo (generator toplote), kao sredstvo za direktnu proizvodnju struje u gorivnim elijama (fuel cells), kao industrijska sirovina. Zbog izrazitih prednosti koje gorivne elije imaju u odnosu na druge naine proizvodnje struje, one predstavljaju jedno od centralnih mesta u konceptima vodonine energije (visoka efikasnost, teorijski 80% za G vodonik/kiseonik). U praksi, ukupna energetska efikasnost upotrebe gorivne elije u sistemima je nia od teorijski mogue ili od efikasnosti nekih drugih sistema, zbog gubitaka pri dobijanju vodonika, skladitenju, zbog konstrukcionih ogranienja, itd. Ipak, u sistemima vodonine energije mogunosti skladitenja su praktino neograniene (kod baterija to nije sluaj), oni su veoma pogodni kao autonomni sistemi, pogodni su za korienje vikova jeftine energije u periodima niske potronje. Puna efikasnost upotrebe gorivnih elija u praksi ostvaruje se kroz adekvatne energetske koncepte. Jedan od njih je i izotopski, koji predstavlja kombinaciju manipulacije energijom u (elektro)energetskom sistemu uz pomo vodonika kao medijuma, a uz korienje elektrolize vode, i uzgredne proizvodnje teke vode (D2O). Moemo zakljuiti da je vodonik izrazito pogodan energetski medijum, da ne zagauje okolinu niti oteuje atmosferu, krajnji proizvod njegove upotrebe je voda, nema ga slobodnog u prirodi pa se mora proizvoditi iz drugih materijala koristei primarne izvore energije; nuklearna energija je najpogodniji primarni izvor za industrijsku proizvodnju u budunosti, a obnovljivi izvori energije pogodni za decentralizovanu proizvodnju, i najvanije - da e za oko 50 do 70 godina svetska ekonomija biti zasnovana upravo na njemu.