Hydrogen – vår framtidige energikjelde?

«Hydrogen er ei fullstendig forureiningsfri energikjelde sidan forbrenningsproduktet er vatn. Energien må produserast ved elektrolyse, der høg elektrisk spenning spaltar vatn i hydrogen og oksygen, så vi treng ikkje vere redde for at vi skal bruke opp ressursen»

Skrevet av: Thorbjørn Sivertstøl er cand.mag. og trålbas på MS Havbris. (fredag, 03.februar 2006 08:02)
Hydrogen er ei fullstendig forureiningsfri energikjelde sidan forbrenningsproduktet er vatn, den må produserast ved elektrolyse, der høg elektrisk spenning spaltar vatn i hydrogen og oksygen, så vi treng ikkje vere redde for at vi skal bruke opp ressursen. Sidan hydrogenet må produserast tener den kun som lagringsmedium liksom opplading av batteri og dette kan fungere godt ilag med vindkraftverk og bølgjekraftverk. Motorane i elbilar er ikkje særleg sterke, men hydrogen kan brukast i kraftige motorar på linje med olje og gass. Hydrogengass er lett og vert brukt i rakettmotorar, i forhold til vekta gir det ved forbrenning nesten tre gangar så mykje energi som bensin. Men det tek mykje plass, den kan komprimerast på tunge stålflasker og gjerast flytande ved kraftig nedkjøling, men då er den ikkje så lett å frakte med seg lenger. Ved å varme opp visse typar metall under høgt trykk av hydrogengass, kan store mengder hydrogen løysast i metallet, opptil tre hydrogenatom for kvart metallatom. I ein cm3 yttrium kan det til dømes løysast 2080 cm3 hydrogengass. Same mengde flytande hydrogen, med kokepunkt på -253 grader celsius, ville oppta meir enn 2,5 gangar så stort volum. Den beste forklaringa på dette er at hydrogenet opptrer metallisk; dei ytste elektrona kan bevege seg fritt i metallet så det vert elektrisk leiande. Sidan hydrogenet har berre eitt elektron, vert det berre den vesle kjerna igjen, som det vert plass til mellom metallatoma, med minimal utviding av metallet. Spørsmålet vert berre korleis vi skal få hydrogenet ut igjen når vi treng det og kor mykje energi som trengst for å frigjere det. I kalsium kan det løysast to H-atom for kvart Ca-atom og her er det enkelt å få tak i hydrogenet igjen, ved at dette «metallhydridet» kan løysast i vatn.

Det vil koste energi og pengar

Det vil uansett koste energi og pengar å omgjere elektrisk energi til kjemisk energi ved denne elektrolysen og lagre energi ved å lagre hydrogenet. Dersom dette vert gjort i stor skala får vi neppe bruk for all oksygenet, så den delen av den kjemiske energien treng vi ikkje. I eit gasskraftverk går vi motsatt veg og prøver å overfører kjemisk energi til elektrisk energi, dersom verknadsgrada er ½ er det berre halve energimengda som vert overført, resten går til varme. Då er det klart at dess meir vi brukar av vindkraft/bylgjekraft tilført direkte til leidningsnettet og sparer naturgassen til direkte bruk i motorar, dess meir sparer vi oss for desse fordyrande prosessane. Men vi må hugse på at det kostar å komprimere og lagre naturgassen også.
Det kostar å transportere naturgassen gjennom rørleidning til Storbritannia, men når den vert brukt til oppvarming så vert all energien nytta. Då må det vel late seg gjere å bygge ut eit leidningsnett på Mørekysten også, inn til byar og tettbygde strøk, til Hustadmarmor og aluminiumsverket på Sunndalsøra så all energien kan nyttast til oppvarming. Om temperaturen i gassflammen ikkje er høg nok er det berre å supplere med elektrisk kraft. Men kunsten må vere å bruke gassen i motorar og turbinar og andre nyttige prosessar og så nytte varmen frå avkjølinga til husoppvarming.

Kopiere sola?

Metanol kan produserast av karbonmonoksyd og hydrogengass under høgt trykk og temperatur og det kan brukast som drivstoff i forbrenningsmotorar. I «Haber-prosessen» vert ammoniakk (NH3), produsert av nitrogen og hydrogen under høgt trykk og temperatur og av ammoniakk kan det verte laga hydrasin (N2H4) som saman med hydrogenperoksid (H2O2) vert brukt som rakettbrensel. Både hydrasin og hydrogenperoksid er flytande ved romtemperatur.
78 prosent av tørr luft er nitrogen, så det er nok å ta av, 21 prosent er oksygen, vel 0,9 prosent er edelgass (0,9 prosent for argon), 0,03-0,04 prosent er karbondioksyd. I fuktig luft kan vassdampinnhaldet komme opp i 3 prosent. Elles er hydrogeninnhaldet forsvinnande lite. Det er ikkje så rart med alle lynnedslaga og brannane, sidan hydrogen reagerer eksplosivt med oksygen når det vert antent. Elektron og hydrogenkjerner frå sola vert innfanga av jorda sitt magnetfelt og kan verte tilført, i lag med anna kosmisk støv kan det anslagsvis vere så mykje som 1000-2000 tonn pr dag. Fritt hydrogen (H2) vert tilført atmosfæra i vulkanske gassar og elles ved rotning av organisk materiale, men sidan det er så lett får det gjerne stor nok fart til at det slepp unna frå jorda sitt gravitasjonsfelt og forsvinn ut i verdsromet. Det er berekna at 70 prosent av grunnstoffa i verdsromet er hydrogen, 28 prosent er helium og då gjenstår det 2 prosent for dei andre elementa. På sola føregår ein kjernereaksjon der 4 hydrogenatom slår seg saman til eitt heliumatom. Desse hydrogenatoma har eitt proton i kvar kjerne og to av dei vert omgjorde til nøytron ved utsending av kvart sitt positron. Positronet svarer til elektronet, men med motsatt ladning, heliumatomet kan behalde berre to av dei fire elektrona frå hydrogenatoma og dermed får vi ladningsbalanse. I hydrogenbomba skjer ein liknande reaksjon, men her er det to hydrogenatom som fusjonerer til eitt heliumatom, det eine (deuterium) har eitt nøytron i kjerna i tillegg til protonet, det andre (tritium) har to. Det eine av desse nøytrona vert frigitt. Det vert forska på korleis vi kan få kontroll over fusjonsprosessen, det er som å prøve å få kontroll over ein liknande prosess som skjer på sola og i dei andre stjernene. Om vi klarer det, kan det verte vår nye store energikjelde. Her er det vanskeleg å spå om framtida. Kor mykje skal vi gamble på at forskarane får det til og kor mykje skal vi gamble på at dei ikkje får det til?

About SivertsHjørne

Eg er oppvoksen på eit lite småbruk på Sunnmøre, med utsikt mot fjord, hav og øyar. Småbruket var ein stor leikeplass og det vart fisketurar og fjellturar, men det vart også mykje praktisk arbeid og eg vart fiskar, har drive tråling. Eg vart tidleg med på kristne møte og har halde fram med å gå på slike møte. Eg har studert realfag, matematikk, fysikk og informatikk. Likevel vart eg trålfiskar på heiltid, men no har eg teke praktisk pedagogisk utdanning utvidar fagkretsen med biologi og kjemi. Eg har studert realfag.
This entry was posted in Energipolitikk. Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

w

Connecting to %s