Hvorfor kommer hydrogen i forskjellige farger?

Hydrogen er det mest tallrike grunnstoffet i universet og det tredje mest tallrike på jorden, men nesten alt jordens hydrogen er låst til andre forbindelser. Når den trekkes ut, kan den være en verdifull drivstoffkilde, fordi den er svært reaktiv og frigjør brukbar energi når den kombineres med andre elementer. Det er ideen bak hydrogendrevne brenselceller.

Forskere har utviklet flere måter å utvinne hydrogen på, noe som gjør hydrogendrevne brenselceller til en ting på vei. I følge Bil og sjåfør, de drev mer enn 15 000 California-biler i 2022, inkludert Toyota Mirai, Hyundai Nexo og Honda Clarity (ikke lenger i produksjon).

Energy.gov uttaler på sin nettside: "Brennselceller kan brukes i et bredt spekter av applikasjoner, og gir kraft til applikasjoner på tvers av flere sektorer, inkludert transport, industrielle/kommersielle/boligbygg, og langsiktig energilagring for nettet i reversible systemer.» Det betyr at en hydrogen brenselcelle kan være drivkraften din hjemmets

elektrisk system i fremtiden.

Ikke alle hydrogenekstraksjonsmetoder er like. Mange er avhengige av å bryte opp hydrokarbonrikt drivstoff som naturgass og kull, og frigjøre karbon i atmosfæren. Men det er også mulig å utvinne hydrogen fra vann ved hjelp av fornybar energi. "Fargene" på hydrogen refererer til produksjonsmetoder, og de inkluderer en virtuell regnbue.

Hva er hydrogenkraft?

Scharfsinn86/Getty Images

En hydrogen brenselcelle leverer strøm og fungerer som et batteri, men det er ikke et lagringssystem og trenger aldri å lades opp. Den vil fortsette å produsere elektrisitet så lenge det er en jevn strøm av rent hydrogen.

Hydrogen, som består av ett negativt ladet elektron og ett positivt ladet proton, er det enkleste grunnstoffet i universet.

Når du tilfører hydrogengass til en brenselcelle, strømmer den til den ene siden av cellen (anoden), hvor en katalysator deler den opp i protoner og elektroner. Protonene vandrer over en membran til den andre siden (katoden), mens elektronene tar en annen vei, og genererer elektrisitet og varme før de havner på samme sted. De frie protonene og elektronene kombineres til slutt med oksygen i luften for å lage dihydrogenmonoksid, også kjent som vann.

Fordi vann er det eneste biproduktet av en brenselcelle, er det en ren energi system som ikke tilfører karbon til atmosfæren. Dette er lovende nyheter. Men å produsere hydrogen forbruker også energi og, avhengig av metode, skaper det forurensende stoffer.

Hvilken farge er hydrogen?

Hydrogenfarger går fra hvitt til svart, med en hel palett av nyanser i mellom. De refererer ikke til det faktiske utseendet til gassen (den er fargeløs), men til måten den er produsert på.

• Hvit: Selv om det meste av terrestrisk hydrogen er låst inn i forbindelser, eksisterer det underjordiske reservoarer av hydrogengass. Utvinning innebærer fracking, en kontroversiell prosedyre, og foreløpig er det ingen planer om å utnytte denne typen hydrogen i stor skala.
• Svart brun: Den mest miljøskadelige formen for hydrogen, dette kommer fra kull. Utvinning involverer gassifisering, utsetter kull for høy varme for å separere det til hydrogen og avfallskarbon som slippes ut i atmosfæren.
• Grå: Dette er den billigste og vanligste typen hydrogendrivstoff som er tilgjengelig. Fabrikker produserer det ved å skille hydrogen fra naturgass ved hjelp av damp. Som den sorte sorten har grå hydrogen en negativ miljøpåvirkning, fordi produksjonen frigjør karbondioksid til atmosfæren.
• Blå: Produsentene trekker ut blått hydrogen, aka lavkarbonhydrogen, det samme var som grått hydrogen. Men i dette tilfellet fanger og lagrer de utslippene. Dette gjør blått hydrogen til et renere alternativ til grått, men det er ikke helt rent, fordi det fortsatt slipper ut en liten mengde utslipp.
• Turkis: For å produsere dette bruker fabrikkene en metode som kalles metanpyrolyse, som resulterer i et fast karbonavfallsbiprodukt. Den er ny, eksperimentell og har ennå ikke blitt brukt i stor skala.
• Rosa/rød/lilla: Rosa hydrogen, aka rødt eller lilla hydrogen, kommer fra elektrolyse, som skiller vann inn i komponenten hydrogen og oksygenioner. Atomenergi leverer den elektriske kraften.

Hva er grønt hydrogen?

Grønt hydrogen, alias gult hydrogen for å gi det et mer solfylt navn, er også et produkt av elektrolyse, men elektrisiteten kommer fra sol- eller vindkraft. Det er virkelig et rent drivstoff fordi det er helt utslippsfritt fra produksjon til endelig bruk. Det er også en fornybar ressurs så lenge planeten har nok vann til å produsere den.

Hydrogen vs. Elektriske biler

Hydrogen brenselcellekjøretøyer (HFCV) kjører ikke forbi elektriske kjøretøy (EV-er) i popularitet når som helst snart. Femten tusen California-sjåfører eier HFCV-er, men det er mer enn 2,5 millioner elbiler som kjører på veiene over hele landet.

HFCV-er som kjører på grønt hydrogen er et miljøvennlig alternativ til elbiler. Men de vil sannsynligvis holde seg i bakgrunnen for tiden på grunn av noen problemer, inkludert:

• Mangel på infrastruktur for tanking. California har bare 60 bensinstasjoner, noen av og til offline på grunn av mangel på forsyning.
• Mangel på akselerasjonskraft. Toyota utstyrer Mirai med et ekstra batteri for krevende situasjoner.
• I motsetning til elbiler, kan ikke HFCV-er lades opp hjemme.

Chris Deziel har vært aktiv i byggebransjen i mer enn 30 år. Han var med på å bygge en liten by i Oregon-ørkenen fra grunnen av og var med på å etablere to landskapsarbeidsselskaper. Han har jobbet som snekker, rørlegger og møbellakkerer. Deziel har skrevet DIY-artikler siden 2010 og har jobbet som nettkonsulent, sist med Home Depots Pro Referral-tjeneste. Arbeidene hans har blitt publisert på Landlordology, Apartments.com og Hunker. Deziel har også publisert vitenskapelig innhold og er en ivrig musiker.