Hidrogen pentru căldura din case

Dispozitivele de ardere la nivel atomic pot fi folosite şi pentru a genera energie pentru locuinţe. China şi India importă tehnologia din Canada. În Marea Britanie s-a realizat o centrală termică de apartament care funcţionează numai cu hidrogen.

Tehnologia celulelor de combustie a hidrogenului a început să fie agreată pe toate meridianele planetei.

Utilizarea ei cu succes la construirea unor autoturisme-hibrid sau a celor complet nepoluante a convins marii producători ai lumii şi, după cum arată contractele, soluţia pare să fie cea agreată pentru a înlocui în viitorul apropiat motoarele şi generatoarele ce folosesc combustibili fosili.

Casa cu emisii zero

Ideea de a folosi aceste dispozitive şi în cadrul locuinţelor aparţine britanicilor, care deja au o casă experimentală în care curentul electric şi căldura sunt produse prin arderea hidrogenului. Ea ar putea fi aplicată şi în România, unde există specialiştii necesari producerii şi exploatării unor astfel de centrale de apartament pe bază de celule de combustie.

Neavând încă un sistem de distribuţie a hidrogenului, în apropierea casei din oraşul Lye, situat lângă

Stourbridge, în West Midlands, a fost construită o mică centrală de obţinere a hidrogenului din gazul metan livrat de sistemul naţional. În interiorul casei se află însă numai un minigenerator, de dimensiunile unui frigider, în care are loc trecerea hidrogenului prin celulele de combustie. Acesta produc 1,5 kilowaţi de electricitate şi 3 kilowaţi sub formă de energie termică.

Casa are emisii zero, întrucât din arderea hidrogenului nu rezultă decât vapori de apă. Familia care locuieşte în imobilul experimental nu consumă în întregime energia generată şi surplusul îl livrează în reţeaua naţională de electricitate.Un contor special măsoară câtă energie electrică a fost livrată şi, eventual, cât curent a consumat casa din sistemul naţional în diverse situaţii speciale.

Experimentul a dovedit că facturile la energie electrică şi termică se reduc practic la plata hidrogenului.Consiliul pentru Clădiri Verzi din Marea Britanie a dat publicităţii un comunicat prin care a anuţat că, începând din 2016, toate casele trebuie să aibă zero emisii, după modelul experimental.

Secretarul de stat pentru Mediu, Hilary Benn, a anunţat că guvernul britanic urmează să demareze proiecte de eficientizare energetică în toate cele 25 de milioane de locuinţe pentru a reduce amprenta de carbon a statului cu 80% până în 2050, informează „The Guardian“.

China şi India se arată interesate

Ministrul Cercetării şi Tehnologiilor din China a semnat, acum două-trei zile, un contract de schimb de experienţă, pe o durată de patru ani, cu Centrul Naţional de Cercetare al Canadei pentru a realiza împreună aplicaţii utile ale principiului celulelor de combustie cu hidrogen.

China doreşte să realizeze noi tipuri de motoare pentru autovehicule care nu vor consuma decât hidrogen şi vor avea poluare zero, dar este interesată şi de instalarea unor minicentrale performante şi nepoluante în locuinţe. Conceptul de casă cu emisii zero a primit avizul conducerii politice şi a fost introdus în strategia pe termen mediu şi lung a Beijingului.

India, la rândul ei, a semnat la sfârşitul săptămânii trecute un contract cu Ballard Power Systems, prin care firma cu sediul în Vancouver s-a angajat că va livra spre New Delhi 10.000 de celule de combustie, în următorii doi ani.

Primele 1.000 de dispozitive vor fi livrate în 2009, iar restul de 9.000 vor ajunge în India în 2010. Folosirea celulelor de combustie se va face sub supravegherea companiei Acme Group, care a primit dreptul exclusiv de a vinde produsele Ida Tech, firma care realizează celulele de combustie, în Orientul Mijlociu şi Africa. 

Motorul viitorului

Pilele de combustie pe bază de hidrogen sunt con­siderate ca fiind alter­na­tiva cea mai viabilă la motorul cu combustie internă.

Dezvoltarea acestei tehnologii în industria auto ar reduce o parte considerabilă a poluării provenite din transporturi.

Mai mult, producerea la scară largă a maşinilor cu pile de combustie pe bază de hidrogen ar rezolva o altă problemă foarte importantă, aceea a securităţii energetice a multor state care sunt dependente de importurile de petrol.

Principalele impedimente de care se loveşte dezvoltarea acestei tehnologii ţin de costurile ridicate de producţie şi de mentalitatea consumatorilor, care nu sunt dispuşi să investească într-un concept nou atâta vreme cât combustibilii tradiţionali au în continuare preţuri accesibile.

Producătorul auto General Motors a iniţiat recent programul Project Driveway, prin care va testa o sută de maşini Chevrolet Equinox, dotate cu pile de combustie pe bază de hidrogen.

Celulele de combustie produc curent şi căldură

Celulele de combustie funcţionează la fel ca pilele electrice, în sensul că transformă energia chimică în energie electrică, dar folosesc nişte polimeri speciali drept electroliţi, care au calitatea că sunt permeabili doar faţă de trecerea protonilor. Scopul este separarea atomilor de hidrogen, în protoni şi electroni, şi direcţionarea electronilor pe un traseu ocolitor, înainte de a participa la reacţia de ardere.

Molecula de hidrogen ajunsă la anod se disociază în prezenţa unui catalizator din platină în protoni şi electroni. Protonii trec prin membrana din polimer şi ajung la oxigen, în timp ce electronii sunt dirijaţi mai întâi printr-un fir, în afara celulei, unde parcurg un circuit electric, şi abia apoi ajung şi ei la catod, unde participă la finalizarea moleculei de apă. Cum polimerii se plasează între catod şi anod, electronii care “se plimbă” reprezintă de fapt curentul electric pe care ni-l doream.

Când cele două gaze, hidrogenul şi oxigenul din aer, se combină (spunem că hidrogenul arde) se produce şi căldură. Apa ce rezultă din ardere, fiind sub formă de vapori, se elimină de la sine, lăsând ele ctrolitul curat şi gata pentru o nouă reacţie. Celula de combustie nu stochează electricitatea, aşa cum fac bateriile, şi din acest motiv e necesară racordarea centralelor pe hidrogen la reţeauna naţională, pentru ca energia electrică să fie utilă cuiva.

Întregul proces este simplu şi extrem de sigur, pila electrică asigurând livrarea atomilor de hidrogen către arzător doar unul câte unul, evitându-se în acest fel riscul exploziei.

800

de centrale de apartament pe bază de hidrogen vor fi instalate în Germania până în 2011