Водород: область применения и прогнозы ученых-футурологов

Водород в чистом виде в природе практически не встречается, поэтому его получают искусственным способом. Производство химического элемента осуществляется в промышленных масштабах, так как он применяется в самых разных сферах.

Промышленность

Водород широко используется в промышленности, поскольку обладает высокой химической активностью и выделяет большое количество тепла при горении. В зависимости от сферы может применяться как основное сырье, дополнительный материал или топливо. Для технических целей применяется водород марки А (не более 0.05% примесей) и марки Б (не более 0.01% примесей).

Основным потребителем являются нефтеперерабатывающие предприятия. Они расходуют до 50% этого газа, полученного промышленным способом, на разные цели:

• для гидроочистки 1 м3 нефти – до 110 м3 газообразного водорода;
• для гидрокрекинга 1 м3 нефти – до 450 м3 водорода.

Для проведения каталитического риформинга необходимо еще большее количество этого раза. Также его часто используют для повышения качества определенных видов нефти. Для этой цели применяется процесс гидрогенизации.

Используют водород для получения целого ряда полимеров и пластических масс. Применяется он для синтеза аммиака, необходимого для производства азотной кислоты и удобрений. Для этой цели используют водород, полученный методом электролиза, поскольку он обладает идеальной химической чистотой. Для производства соляной кислоты тоже применяется этот газ.

Электроэнергетика

В электроэнергетики водород используют для того, чтобы охлаждать турбогенераторы высокой мощности. Он идеально подходит для этой задачи, поскольку обладает высокой теплопроводностью и не оказывает никакого токсического воздействия. В среднем для ТЭС мощностью 2500 МВТ расходуется до 14.2 м3/ч водорода. И чем меньше мощность станции, тем больше требуется этого газа для ее охлаждения.

Черная и цветная металлургия

Под воздействием высоких температур водород «оттягивает» на себя атомы кислорода из оксидов металлов. Благодаря этому свойству его активно применяют в металлургии. С помощью водорода получают чистые металлы: медь, молибден, вольфрам. Без применения данного элемента их производство представить невозможно.

Пищевая промышленность

В пищевой промышленности водород наиболее активно используют предприятия, которые выпускают специализированные жиры и маргарины. Методом гидрогенизации жиров из подсолнечного и других растительных масел получают твердые жиры. В дальнейшем из них изготавливают заменители масла какао, эмульгаторы, маргарины для выпечки.

Также активно используют газообразный водород мыловаренные заводы. В некоторых случаях его применяют для упаковки продуктов в тары с защитной водородной средой (в качестве пропеллента).

Медицинская промышленность

В медицине данный элемент чаще всего используют для производства перекиси водорода. В фармацевтике – для изготовления ряда лекарств. Для этих целей используются специальные генераторы водорода – например, Precision Hydrogen SL 100.

Метеорология

В 20-30 гг. прошлого столетия этот газ использовался для дирижаблей. Но после нескольких опасных происшествий всего него стали применять гелий.

Сейчас водород используют для ракетного топлива. Сгорая, он выделяет огромное количество энергии, что позволяет ракете развивать нужные космические скорости для выхода на орбиту. Чтобы запустить одну ракету-носитель, необходимо около 100 т жидкого водорода. Также его используют для наполнения атмосферных зондов.

Будущее энергетики – за водородом

По мнению ученых, сфера применения водорода будет только расширяться. Запасы нефти и угля рано или поздно закончатся, поскольку эти ресурсы невозобновляемы. А в случае с водородом перспективы весьма обнадеживающие. Во-первых, его можно получать промышленным способом. Во-вторых, водородное топливо считается совершенно безвредным, поскольку единственным продуктом его сгорания является вода. Поэтому предполагается, что будущее энергетики – именно за ним.

Первые шаги в этом направлении уже сделали японцы. Они выпустили авто Honda FCX, которое оснащено водородным баком на 150 л. Такого объема достаточно для преодоления 360 км пути. Разумеется, пока что цена таких моделей кусается, да и эксплуатационные расходы тоже достаточно высоки. Но по мнению ученых-футурологов, в ближайшие 30-35 лет машины на водородном топливе запустят в массовое производство и будут продавать по приемлемой стоимости.