Przechowywanie wodoru

Przechowywanie wodoru – dział techniki poświęcony metodom przechowywania wodoru, głównie jako paliwa o bardzo wysokiej wartości energetycznej. Przechowywanie wodoru jest przedmiotem licznych badań, zarówno cywilnych jak i wojskowych, ośrodków naukowych, szczególnie w kontekście zwiększonego zainteresowania bezpieczeństwem energetycznym i polityką ochrony środowiska naturalnego przed szkodliwymi skutkami użytkowania paliw kopalnych. Atrakcyjność wodoru jako źródła energii wynika z tego, że można go stosunkowo łatwo pozyskiwać z gazu ziemnego oraz wody, która jest też jedynym produktem jego spalania lub utleniania tlenem.

Wodór jest wytwarzany na skalę przemysłową w kilku procesach, z których najbardziej korzystnym ekonomicznie jest wytwarzanie wodoru z gazu ziemnego i gazów towarzyszących ropie naftowej (reforming parowy). Wodór jest również wytwarzany na drodze elektrolizy wody, co pozwala na uzyskanie wodoru o dużej czystości (około 99,9%).

Skroplony wodór od lat 40. XX wieku stosuje się w silnikach rakietowych, które wykorzystują energię odrzutu gazów powstającą przy spalaniu paliwa zmieszanego z utleniaczem (ciekłym tlenem). Wodór może być również spalany w klasycznym silniku tłokowym^[1]. Szerokie zastosowanie znajdują ogniwa paliwowe zasilane wodorem, służące jako źródło energii elektrycznej zarówno dla urządzeń elektronicznych, jak i pojazdów mechanicznych^[2].^,[3] Wodór może zatem być traktowany jako bezpośrednie źródło energii lub jako, alternatywny dla ogniw galwanicznych, sposób magazynowania energii uzyskanej z innych źródeł (na przykład energii wiatru).

Wodór w normalnych warunkach jest gazem, więc jego objętościowa gęstość energii jest niewielka w porównaniu do ciekłych paliw kopalnych. Oznacza to, że dla dostarczenia jednakowej ilości energii potrzebna jest o wiele większa objętość wodoru (a zatem zbiornik o większej objętości) niż w przypadku paliw płynnych, na przykład benzyny. Stosowane są różnorodne metody przechowywania wodoru w postaci gazowej i ciekłej. Najnowsze podejście do tego zagadnienia zakłada przechowywanie wodoru związanego na drodze chemisorpcji lub fizysorpcji (lub obydwu jednocześnie) w materiałach stałych. Przechowywanie wodoru w materiałach stałych jest najbardziej korzystne zarówno ze względu na bezpieczeństwo użycia wodoru, jak i ze względów energetycznych (znacznie zwiększona gęstość objętościowa energii).