מדוע מימן מגיע בצבעים שונים?

מימן הוא היסוד הנפוץ ביותר ביקום והשלישי בכמותו בכדור הארץ, אך כמעט כל המימן של כדור הארץ הוא נעולים בתרכובות אחרות. כשהוא מופק, זה יכול להיות מקור דלק יקר ערך, מכיוון שהוא מאוד תגובתי ומשחרר אנרגיה שמיש בשילוב עם אלמנטים אחרים. זה הרעיון מאחורי תאי דלק המונעים במימן.

מדענים פיתחו מספר דרכים להפקת מימן, מה שהופך את תאי הדלק המונעים במימן לדבר מתפתח. לפי מכונית ונהג, הם הניעו יותר מ-15,000 מכוניות מקליפורניה בשנת 2022, כולל טויוטה מיראי, יונדאי נקסו והונדה קלריטי (כבר לא בייצור).

Energy.gov מציינת באתר האינטרנט שלה: "תאי דלק יכולים לשמש במגוון רחב של יישומים, המספקים כוח ליישומים במגוון מגזרים, כולל תחבורה, מבני תעשייה/מסחר/מגורים, ואגירת אנרגיה לטווח ארוך לרשת במערכות הפיכות". זה אומר שתא דלק מימן יכול בהחלט להניע אותך של הבית מערכת חשמלית בעתיד.

לא כל שיטות מיצוי המימן שוות. רבים מסתמכים על פירוק דלקים עשירים בפחמימנים כמו גז טבעי ופחם, תוך שחרור פחמן לאטמוספירה. אבל אפשר גם להפיק מימן ממים באמצעות אנרגיה מתחדשת. ה"צבעים" של המימן מתייחסים לשיטות ייצור, והם כוללים קשת וירטואלית.

מה זה כוח מימן?

Scharfsinn86/Getty Images

תא דלק מימן מספק חשמל ועובד משהו כמו סוללה, אבל זה לא מערכת אחסון ולעולם לא צריך טעינה. זה ימשיך לייצר חשמל כל עוד יש זרימה קבועה של מימן טהור.

מימן, המורכב מאלקטרון אחד בעל מטען שלילי ומפרוטון אחד בעל מטען חיובי, הוא היסוד הפשוט ביותר ביקום.

כאשר אתה מספק גז מימן לתא דלק, הוא זורם לצד אחד של התא (האנודה), שם זרז מפצל אותו לפרוטונים ולאלקטרונים. הפרוטונים נודדים על פני ממברנה לצד השני (הקתודה), בעוד שהאלקטרונים הולכים בדרך אחרת, מייצרים חשמל וחום לפני שהם מגיעים לאותו מקום. הפרוטונים והאלקטרונים החופשיים מתחברים לבסוף עם חמצן באוויר ויוצרים דו-מימן חד-חמצני, הלא הוא מים.

מכיוון שהמים הם תוצר הלוואי היחיד של תא דלק, הם א אנרגיה נקייה מערכת שאינה מוסיפה פחמן לאטמוספירה. אלו חדשות מבטיחות. אבל הפקת מימן צורכת גם אנרגיה ובהתאם לשיטה יוצרת מזהמים.

איזה צבע זה מימן?

צבעי מימן נעים מלבן לשחור, עם פלטה שלמה של גוונים ביניהם. הם לא מתייחסים למראה האמיתי של הגז (הוא חסר צבע) אלא לדרך בה הוא מיוצר.

• לבן: למרות שרוב המימן היבשתי נעול בתרכובות, מאגרים תת-קרקעיים של גז מימן קיימים. מיצוי כרוך ב-fracking, הליך שנוי במחלוקת, וכיום אין תוכניות לנצל סוג זה של מימן בקנה מידה גדול.
• חום שחור: הצורה המזיקה ביותר לסביבה של מימן, זה מגיע מפחם. מיצוי כרוך בגיזה, הכפיפה של פחם לחום גבוה כדי להפריד אותו למימן ולפסולת פחמן המשתחררת לאטמוספירה.
• אפור: זהו הסוג הזול והנפוץ ביותר של דלק מימן הקיים. מפעלים מייצרים אותו על ידי הפרדת מימן גז טבעי באמצעות קיטור. בדומה לזן השחור, למימן האפור יש השפעה סביבתית שלילית, מכיוון שהפקתו משחררת פחמן דו חמצני לאטמוספירה.
• כְּחוֹל: המפיקים מחלצים מימן כחול, הלא הוא מימן דל פחמן, זהה למימן אפור. אבל במקרה זה, הם לוכדים ומאחסנים את הפליטות. זה הופך את המימן הכחול לחלופה נקייה יותר לאפור, אבל הוא לא נקי לחלוטין, מכיוון שהוא עדיין משחרר כמות קטנה של פליטות.
• טורקיז: כדי לייצר זאת, מפעלים משתמשים בשיטה הנקראת פירוליזה של מתאן, שמביאה לתוצר לוואי של פסולת פחמן מוצק. זה חדש, ניסיוני, ועדיין לא נעשה בו שימוש בקנה מידה גדול.
• ורוד/אדום/סגול: מימן ורוד, הידוע גם בשם מימן אדום או סגול, מגיע מאלקטרוליזה, המפרידה את המים למרכיביהם מימן וחמצן יוני. אנרגיה גרעינית מספקת את הכוח החשמלי.

מהו מימן ירוק?

מימן ירוק, הלא הוא מימן צהוב כדי לתת לו שם שמשי יותר, הוא גם תוצר של אלקטרוליזה, אבל החשמל מגיע מאנרגיה סולארית או רוח. זה באמת דלק נקי כי, מייצור ועד לשימוש סופי, הוא נטול פליטות לחלוטין. זה גם משאב מתחדש כל עוד יש לכדור הארץ מספיק מים לייצר אותם.

מימן לעומת מכוניות חשמליות

רכבי תאי דלק מימן (HFCVs) אינם עוקפים כלי רכב חשמליים (EVs) בפופולריות בקרוב. 15,000 נהגים בקליפורניה מחזיקים במכוניות HFCV, אבל יש יותר מ-2.5 מיליון רכבי רכב על הכבישים ברחבי הארץ.

HFCVs הפועלים על מימן ירוק הם אלטרנטיבה ידידותית לסביבה לרכבי רכב חשמליים. אבל הם כנראה יישארו ברקע בינתיים בגלל כמה בעיות, כולל:

• היעדר תשתית תדלוק. לקליפורניה יש רק 60 תחנות תדלוק, כאשר חלקן לפעמים לא מקוונות בגלל מחסור באספקה.
• חוסר כוח האצה. טויוטה מציידת את המיראי בסוללה נוספת למצבי ביקוש גבוה.
• שלא כמו EV, HFCVs לא ניתנים לטעינה בבית.

כריס דזיאל פעיל במקצועות הבניין כבר יותר מ-30 שנה. הוא עזר לבנות עיר קטנה במדבר אורגון מהיסוד ועזר להקים שתי חברות גינון. הוא עבד כנגר, שרברב ומשפץ רהיטים. דזיאל כותב מאמרי עשה זאת בעצמך משנת 2010 ועבד כיועץ מקוון, לאחרונה עם שירות הפנייה מקצועית של Home Depot. עבודתו פורסמה ב-Landlordology, Apartments.com ו-Hunker. דזיאל פרסם גם תכנים מדעיים והוא מוזיקאי נלהב.