г. Йошкар Ола, Республика Марий Эл, научная работа,

I место в номинации «Энергетика и альтернативные источники энергии»

Введение:

Водородная энергетика сегодня рассматривается как одна из самых перспективных отраслей энергетики будущего, многие считают, что это энергия будущего. Так уже сегодня специалисты по сжижению водорода из южнокорейской компании MetaVista создали уникальный водородный топливный бак с рекордной плотностью энергии. MetaVista специализируется на предоставлении энергетических решений на основе водорода. С учетом перспективности дронов поиск надежного, экологически чистого и, главное, легкого двигателя — одна из главных задач. Корейцы утверждают, что решили ее: их система оставляет не у дел все решения на базе литий-ионных аккумуляторов.

Как сообщает GasWorldd, дрон на топливных элементах компании MetaVista с водородным баком и двигателем FCPM производства Intelligent Energy провел в небе 10 часов 50 минут. Для дронов с литий-ионными аккумуляторами полчаса полета — уже достижение. Водородное топливо однозначно имеет успех, по сравнению с другими традиционными источниками энергии.

Основная часть.

Получение энергии на рубеже 2100 года.

В моем представлении, к 2100 году, человечестве если не полностью, то на 80% перейдет на альтернативные источники энергии. Так преобладать будет водородная энергетика, то есть получение энергии путем сжигания водорода. Водород самый распространенный химический элемент, отличающийся высокой удельной теплотой сгорания, так у водорода она 120-140 МДж/кг, в то самое время как у метана около 50 МДж/кг. Получить водород можно экологически чистыми способами, например: электролиз водных растворов солей, большую часть планеты покрывает морская вода, содержащая соль. При данном способе мы получаем 99,6-99,9% чистого водорода. Этот метод получил применение в ряде стран, обладающих значитель­ными ресурсами дешевой гидроэнергии. Наиболее крупные электрохимические комплексы находятся в Канаде, Индии, Египте, Норвегии, но созданы и ра­ботают тысячи более мелких установок во многих странах мира. Важен этот метод и потому, что он является наиболее универсальным в отношении ис­пользования первичных источников энергии. В связи с развитием атомной энергетики возможен новый расцвет электролиза воды на базе дешевой электроэнергии атомных электростанций. Ресурсы современной электроэнер­гетики недостаточны для получения водорода в качестве продукта для даль­нейшего энергетического использования, к тому же выделяется огромное количество теплоты. Но её, по моему мнению, это тепло можно отводить через стенки ванн, в которых происходит электролиз. Стенки сделать из синтетического алмаза, путем химического осаждения из газовой фазы в форму ванны. Синтетический алмаз обладает теплопроводностью в 7,5 раз выше, чем у меди. Это поможет значительно отвести часть тепла, образующуюся при электролизе. В свою очередь ванна будет частью замкнутого контура, теплоноситель, которому будет передаваться тепло, насосами будет двигать по контуру, где в теплообменнике будет отдавать тепло жидкости с низкой температурой кипения, после чего пойдет снова к ванне, в свою очередь теплоноситель второго контура образует пар, который заставим двигаться турбину, принцип такой же, как на геотермальных электростанциях бинарного типа. Таким образом мы получим одновременно электростанцию и источник получения водорода.  Энергия от электростанции может пойти на обеспечение работы электролиза, что не потребует наличие рядом мощных АЭС и ГЭС. От которых изначально планируется брать электричество, для поддержания работы электролизных установок. Если же строить рядом с АЭС и ГЭС, то полученное тепло можно отводить как в первом способе, но вместо передачи тепла одного теплоносителя другому, нагретую воду можно использовать для теплоснабжения, это будет особенно актуально в северных районах.

Это отличный вариант, но чтобы предотвратить истощение запасов воды, есть и другой способ: получение водорода из биомассы, термохимическим методом: нагревание до 500-800 °С без доступа кислорода, в результате происходит выделение водорода; биохимический: использование бактерий, вырабатывающих водород. В результате сгорания водорода образуется вода.

Заключение

Водородная энергетика имеет большую перспективу, чтобы стать основным источником энергии в 2100 году. С помощью моего способа помимо водорода, можно получить и тепловую энергию, которая может быть использовано в разных направлениях, как источник энергии, так и для нужд людей.

Список использованных источников

1. Википедия [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Водородная_энергетика, свободный. — Загл. с экрана.
2. Википедия [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Водород, свободный. — Загл. с экрана.
3. Википедия [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Горение_водорода, свободный. — Загл. с экрана.
4. Википедия [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Синтетические_алмазы, свободный. — Загл. с экрана.
5. Познайка.Орг – Сайт знаний [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://poznayka.org/s67773t1.html, свободный. — Загл. с экрана.
6. Википедия [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Геотермальная_электростанция, свободный. — Загл. с экрана.
7. Википедия [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://energy.hse.ru/hydrenergy, свободный. — Загл. с экрана.