captcha

Jūsų klausimas priimtas

Kuro elementai – švarus, bet brangus energijos šaltinis

Kiekvienas mokinys žino, kad vandenilį ir deguonį sumaišius santykiu 2:1, pakanka nedidelės žiežirbos sprogimui sukelti. Vykstant šiai reakcijai, susidaro vanduo ir išsiskiria energija. Vandenilis reaguoja su deguonimi ir kuro elementuose, bet labai lėtai ir be liepsnos – jis sudega „šaltai“.
A. Ufarto (BFL) nuotr.
A. Ufarto (BFL) nuotr.

Kiekvienas mokinys žino, kad vandenilį ir deguonį sumaišius santykiu 2:1, pakanka nedidelės žiežirbos sprogimui sukelti. Vykstant šiai reakcijai, susidaro vanduo ir išsiskiria energija. Vandenilis reaguoja su deguonimi ir kuro elementuose, bet labai lėtai ir be liepsnos – jis sudega „šaltai“.

Šį principą 1838 m. atrado vokiečių chemikas Christianas Friedrichas Schonbeinas (1799–1868). Po metų Velso fizikas ir teisininkas seras Williamas Robertas Grove`as (1811–1896), remdamasis jo idėja, sukūrė pirmąjį kuro elementą.

Kuro elementas cheminės reakcijos (šiuo atveju – kuro oksidacijos) energiją tiesiogiai verčia elektros energija. Jį sudaro elektrolitas arba jonams laidi membrana, koryti elektrodai, katalizatorius. Dar reikalinga kuras (pavyzdžiui, vandenilis, etanolis, angliavandeniliai) ir oksidatorius (dažniausiai deguonis arba oras). Šiais laikais yra įvairių kuro elementų, bet populiariausi vandenilio ir deguonies. Juose kaip kuras naudojamas vandenilis, o oksidatorius yra deguonis (oras). Ant elektrodų vandenilio ir deguonies molekulės suskyla į atomus ir jonizuojasi. Vandenilio jonai jungiasi su deguonimi ir susidaro vanduo. Vykstant šiai reakcijai išsiskiria energija, kurios didžioji dalis paverčiama elektros energija ir tik labai maža dalis virsta šiluma.

Kuro elementai kol kas yra švariausias žinomas elektros energijos gavimo būdas, nes kaip šalutinis produktas susidaro vanduo. O jis neteršia aplinkos, be to, jį galima panaudoti. 1967–1972 m. NASA kuro elementus naudojo „Apollo“ programos, skirtos Mėnulio tyrimams, metu. Erdvėlaivyje jie gamino elektros energiją, o susidariusį vandenį gėrė įgula. Per erdvėlaivio „Apollo 13“ skrydį į Mėnulį sprogo deguonies balionas ir du kuro elementai nustojo veikti, tačiau įgulai pavyko grįžti į Žemę.

Kuro elementai gali būti naudojami nešiojamuosiuose kompiuteriuose, įvairiuose buities prietaisuose, transporto priemonėse (automobiliuose, autobusuose, lėktuvuose, motocikluose), aprūpinti elektros energija gyvenamuosius namus, ligonines. Jau yra pagaminti eksperimentiniai vandeniliu varomi automobiliai.

Elementai veikia tol, kol į juos tiekiamas kuras ir oksidatorius. Juos kelis nuosekliai sujungus į bateriją gaunama aukštesnė įtampa. Tai neteršiantis aplinkos ir tyliai veikiantis energijos šaltinis. Deja, brangus... Ir ne iki galo išspręstos visos su jo naudojimu susijusios problemos. Vienas neišspręstų klausimų – vandenilio gamyba. Jį būtų galima gauti elektrolizuojant vandenį, bet tam reikia pigios energijos. Kita problema – vandenilio saugojimas, nes tai yra labai lengvos, degios dujos, kurių virimo temperatūra labai žema. Suskystinti šias dujas sunku, o net ir labai suslėgtos jos užima labai didelį tūrį. Todėl šiuo metu tiriama vandenilio saugojimo metalų hidriduose galimybė.

Lietuvos energetikos instituto, Kauno technologijos universiteto, Vilniaus universiteto, Vytauto Didžiojo universiteto mokslininkai jau daugiau kaip 10 metų taip pat atlieka šios srities tyrimus.

Gali būti, kad ateityje žmonėms visai neberūpės naftos kaina, nes dabar naudojamą kurą – naftą, gamtines dujas, anglis – pakeis vandenilis.

 

Šaltinis www.lrytas.lt

Komentarai

Spausdami siųsti mygtuką sutinkate su Taisyklėmis ir atsakomybe

Mokslas ir IT

 

Susiję įrašai

 
Visi įrašai
Kraunasi ...
 
GrojaraštisIrašaiKeisti
Kraunasi ...
  
VartotojasPašalinti
Kraunasi ...