Lūdzu, ņemiet vērā, ka raksts ir vairāk nekā piecus gadus vecs un ir pārvietots uz mūsu arhīvu. Mēs neatjauninām arhīvu saturu, tāpēc var būt nepieciešams meklēt jaunākus avotus.
Pasaules fosilo kurināmo (ogles, nafta, gāze) resursi pēc 30 - 80 gadiem būs jau izsīkuši, brīdina zinātnieki. Viena no perspektīvākajām nākotnē ir ūdeņraža enerģētika. Taču šo viegli gaistošo gāzi nepieciešams attiecīgi fasēt uzglabāšanai. Labāko veidu, kā to izdarīt, meklē Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūta zinātnieki.
Ir trīs visizplatītākie veidi, kā uzglabāt ūdeņraža gāzi - saspiežot, sašķidrinot, ķīmiski saistot. Pēdējais tās uzglabāšanas veids praksē tiek izmantots mazāk - metāli un sakausējumi, kurus dēvē par metālhidrīdiem, tiek "uzlādēti", pievadot ūdeņradi zem spiediena vai mainot temperatūru. Atkarībā no materiāla īpašībām, palielinot siltumu vai pieliekot spiedienu, ūdeņradis atkal tiek izdalīts.
Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūta speciālisti meklē labākos ūdeņraža uzglabāšanas veidus, lai padarītu vieglākas un drošākas degvielas tvertnes. Fizikas un matemātikas fakultātes doktorante Līga Grīnberga fizikas doktora Jāņa Klepera vadībā cenšas pārveidot metālhidrīdu sastāvu tā, lai iegūtu vieglāku un lētāku ūdeņraža uzglabāšanas vidi.
Patlaban citās valstīs radītās tvertnes, kurās ūdeņradis ķīmiski saistīts ar metāliem, ir pārāk smagas. Lai nobrauktu 500 kilometrus, automašīnai jāved līdzi aptuveni 470 kilogramus liels smagums, turklāt tajā ir tikai daži desmiti (ap 65) kilogramu ūdeņraža.
Latvijas zinātnieki par šīs viegli gaistošās gāzes glabātāju izvēlējušies lantāna niķeļa sakausējumu (LaNi5), jo ūdeņradi tajā var iedabūt tikai ar 5 atmosfēru lielu spiedienu +80 vai pat +40 grādu temperatūrā un uzglabāt istabas temperatūrā. Taču šis metālhidrīds ir dārgs, tāpēc Līga Grīnberga mēģina izpētīt fizikālās un ķīmiskās īpašības lantāna mišmetālam (neattīrītam LaNi5), aizvietojot 1/3 šī maisījuma ar stiklu, kas kopsummā ir gan vieglāks, gan daudz lētāks. Jau secināts, ka šādā salikumā ūdeņradis metāla režģī iekļūst ātrāk, tāpat kā no tā izkļūst, paaugstinot temperatūru.
Latviešu zinātniece Līga Grīnberga uzskata, ka ir tuvu vēlamajam rezultātam un drīz par ūdeņraža iedabūšanu metālhidrīda un stikla savienojumā varēs aizstāvēt doktora disertāciju. Tad šo ūdeņraža tvertni, kas līdzināsies akumulatoram, varēs lietot kā uzpildītu degvielas bāku automašīnās.
Ar ūdeņraža enerģiju saistīti pētījumi notiek arī Rīgas Tehniskajā universitātē. Tur enerģētikas speciālisti meklē labākos veidus, kā novadīt no ūdeņraža iegūto elektrību uz elektroierīcēm un kopējā tīklā. Viņi izvirzījuši sev mērķi radīt tādu spēka elektronikas pārveidotāju, lai to elektroenerģiju, ko iegūst, ūdeņradim savienojoties ar skābekli, varētu izmantot visu pazīstamo elektroierīču barošanā.
***
Kopš 1839. gada līdz rītdienai
Pētījumi par ūdeņraža enerģijas iegūšanu sākās pat agrāk par benzīna dzinēju izgatavošanu - tā dēvētās degvielas šūnas pirmo prototipu uzbūvēja velsiešu jurists Viljams Grovs 1839. gadā.
Pirms 45 gadiem Padomju Savienība izmēģināja ūdeņraža superbumbu ar piecdesmit megatonnu jaudu. Tik spēcīgs sprādziens uz Zemes nebija noticis kopš sadursmes ar asteroīdu, kas, iespējams, bija cēlonis dinozauru izmiršanai.
Šodien 95% no visa ūdeņraža, ko ražo pasaulē, iegūst, sadalot metānu ar karstu tvaiku, bet metāna avots ir vai nu dabasgāze, vai nafta.
Ūdeņraža gāzes izmantošana dod daudz lielāku darbības efektivitāti nekā dabasgāzes turbīnas, benzīna dzinēji un boileri.
Pasaulē ir izgatavoti jau vairāki desmiti automobiļu, autobusu un citu transporta veidu prototipi, kuri izmanto šķidro ūdeņradi, metālhidrīdus un hibrīdos - benzīna vai dīzeļa dzinējs + metālhidrīds vai ūdeņraža balons - dzinējus. BMW, "Daimler-Benz", "Mazda" ir tikai dažas no visām firmām un automašīnām, kas ilgstoši izmēģina ūdeņraža dzinējus kā vienus no iespējamajiem jaunumiem auto tirgū.
Islande jau paziņojusi, ka 2015. gadā pāries uz ūdeņraža enerģiju automašīnām. Tas ir pilnībā iespējami, jo galvaspilsētā Reikjavīkā dzīvo 90% visu valsts iedzīvotāju, tādējādi pietiek ar nedaudzām ūdeņraža uzpildes stacijām.
(Avots: LU CFI un RTU konferences, kā arī Dānijas Nacionālā pētījumu centra zinātnisko rakstu krājumi.)
***
zināšanai
Nākotnes enerģētikas avota plusi:
ūdeņradis ir visvairāk sastopamais elements kosmosā un uz Zemes, galvenokārt gan saistītā veidā - H2O jeb ūdenī;
viens kilograms ūdeņraža atbilst 3,5 litriem benzīna, un tas ir daudz labāks energonesējs, piemēram, par naftu, akmeņoglēm u.c.;
ideālā gadījumā, ja ūdeņradi iegūtu, sadalot ūdeni, bet sadedzināšanā izmantotu skābekli, tad vienīgais blakus produkts būtu atkal ūdens vai ūdens tvaiks;
salīdzinot ar vēja vai Saules enerģiju, tas ir vairāk piemērots "uzglabāšanai".