Hydrogen ni kipengele rahisi zaidi cha kemikali : kiini chake kina protoni moja na atomi yake ina elektroni moja tu. Molekuli ya dihydrogen (H2) inaundwa na atomi mbili za hidrojeni.
Hydrogen hutumiwa kwa kawaida kutaja dihydrogen.

Kuchoma kilo 1 ya hidrojeni hutoa karibu mara 4 zaidi ya nishati kuliko kilo 1 ya petroli na hutoa maji tu :

2H2 + O2 -> 2H2O

Hydrogen ni nyingi sana juu ya uso wa dunia lakini haipo katika hali yake safi. Ni daima amefungwa na mambo mengine ya kemikali, katika molekuli kama vile maji na hydrocarbons. Viumbe hai (wanyama au mimea) pia huundwa na hidrojeni.
Biomass ni chanzo kingine cha hidrojeni.

Kuchimba hidrojeni kutoka kwa rasilimali hizi za msingi kama vile hydrocarbons, biomass na maji inahitaji pembejeo ya nishati.
Hydrogen inaweza kuwa karibu inexhaustible, mradi inaweza kuwa zinazozalishwa kwa kiasi cha kutosha kwa gharama ya ushindani na kutoka nishati ya chini ya kaboni (nuclear na renewables).
Teknolojia za Hydrogen ni seti ya teknolojia zilizosomwa ili kuzalisha hidrojeni, kuihifadhi na kuibadilisha kwa madhumuni ya nishati.

Kuna njia kadhaa za sasa za kuzalisha hidrojeni, kila moja ikiwa na faida na hasara zake kwa gharama, ufanisi wa nishati, athari za mazingira :

Umeme wa maji :
Umeme

Katika msitu Katika msitu, ni vigumu kuhakikisha kwamba radius inaonyeshwa vizuri na lengo linalohitajika. Mfumo wa kupambana na karatasi na reflector maalum hutumiwa. Boriti laser ni kutafakari tu juu ya reflector hii, ambayo inaruhusu vipimo sahihi hata katika undergrowth. Mfumo huu hutumiwa, kwa mfano, wakati wa hesabu za misitu.
Kasoro za kifidio za laser

wa maji ni mchakato ambao hutumia umeme kuvunja maji (H2O) katika hidrojeni (H2) na oksijeni (O2). Kuna aina mbili kuu za electrolysis : alkali electrolysis na protoni kubadilishana utando (PEM) electrolysis. Umeme wa maji unaweza kutumiwa na umeme kutoka kwa vyanzo vinavyoweza kutumika kama vile nishati ya jua au upepo, na kuifanya kuwa njia rafiki wa mazingira ya uzalishaji wa hidrojeni.

Urekebishaji wa mvuke wa Methane :
Urekebishaji wa methane ya Steam ni mchakato wa kemikali ambao hutumia methane (CH4), kwa kawaida kwa njia ya gesi ya asili, kuzalisha hidrojeni na dioksidi kaboni (CO2). Utaratibu huu hutumiwa kwa kiwango kikubwa katika tasnia ya kemikali ili kuzalisha hidrojeni. Hata hivyo, pia hutoa CO2, na kuifanya kuwa njia ya kirafiki ya mazingira ya uzalishaji wa hidrojeni ikilinganishwa na electrolysis ya maji.

Gesi ya biomass :
Gesi ya biomass ni mchakato ambao hubadilisha jambo la kikaboni kuwa syngas, ambayo inaweza kubadilishwa kuwa hidrojeni. Njia hii hutumia kilimo, misitu au taka za mijini kama malisho, na hivyo kutoa uwezekano wa kuzalisha hidrojeni kutoka vyanzo vinavyoweza kutumika na endelevu.

pyrolysis ya maji :
pyrolysis ya maji ni mchakato wa thermochemical ambao hutumia joto kuvunja maji katika hidrojeni na oksijeni. Wakati njia hii inaweza kuwa na ufanisi katika suala la ufanisi wa nishati, inahitaji joto la juu na hali maalum, ambayo inaweza kuifanya iwe ngumu zaidi kutekeleza.

Photoelectrolysis ya jua :
Photoelectrolysis ya jua ni njia ya kuzalisha hidrojeni ambayo hutumia seli za jua kubadilisha jua kuwa umeme, ambayo hutumiwa nguvu mchakato wa umeme wa maji. Njia hii hutumia nishati ya jua kama chanzo mbadala cha umeme, lakini inaweza kupunguzwa na ufanisi wa seli za jua na gharama zinazohusiana.

Hifadhi ya Hydrogen ni eneo la utafiti na maendeleo kutokana na uwezo wake kama mtoa huduma safi na hodari wa nishati. Hapa ni baadhi ya njia za sasa za kuhifadhi hidrojeni :

Ukandamizaji wa gesi :
Hydrogen inaweza kuhifadhiwa katika fomu ya gesi iliyobanwa kwa shinikizo kubwa katika mizinga ya cylindrical iliyoimarishwa. Matanki ya kuhifadhi shinikizo la juu yanaweza kufanywa kwa chuma au vifaa vya mchanganyiko ili kuhimili shinikizo kubwa. Hata hivyo, kubana hidrojeni kwa shinikizo kubwa inahitaji miundombinu maalum na inaweza kusababisha upotezaji wa nishati.

Liquefaction :
Hydrogen inaweza kupozwa na kusafishwa kwa joto la chini sana (chini ya digrii -253 Celsius) kwa uhifadhi wa wiani wa nishati ya juu. Uhifadhi katika fomu ya kioevu hupunguza kiasi kinachochukuliwa na hidrojeni, lakini inahitaji vifaa vya baridi vya gharama kubwa na upotezaji mkubwa wa nishati wakati wa mchakato wa liquefaction.

Adsorption juu ya vifaa imara :
Hydrogen inaweza kuwa adsorbed kwenye vifaa imara na muundo porous, kama vile kaboni iliyoamilishwa, zeolites, madini ya kikaboni porous (MOFs), au vifaa vya mseto wa kikaboni-inorganic. Vifaa hivi vina eneo kubwa la uso maalum na vinaweza adsorb hidrojeni kwa shinikizo la wastani na joto la kawaida. Hata hivyo, matangazo ya hidrojeni yanaweza kubadilishwa lakini inahitaji shinikizo kubwa kwa kukata tamaa.

Hifadhi ya kemikali :
Hydrogen inaweza kuhifadhiwa kwa njia ya misombo ya kemikali ambayo huitoa wakati imevunjika. Kwa mfano, hidrojeni inaweza kuhifadhiwa kwa njia ya hydrides ya chuma au misombo ya kikaboni kama vile hydrides ya kikaboni. Kutolewa kwa hidrojeni kunaweza kusababishwa na joto, kichocheo, au njia zingine. Hata hivyo, mifumo ya kuhifadhi kemikali inaweza kuwa na mahitaji maalum kwa suala la joto, shinikizo, na kuzaliwa upya kwa nyenzo.

Hifadhi ya chini ya ardhi :
Hydrogen inaweza kuhifadhiwa chini ya ardhi katika malezi mazuri ya kijiolojia kama vile aquifers saline, cavities asili, au hifadhi porous. Hifadhi ya chini ya ardhi hutoa uwezo mkubwa wa kuhifadhi na inaweza kupunguza hatari za usalama na miundombinu. Walakini, hii inahitaji tovuti zinazofaa za kijiolojia na mbinu salama na za kuaminika za kuhifadhi.

Hydrogen ina matumizi mbalimbali ya uwezo katika sekta mbalimbali kutokana na sifa zake za kipekee, ikiwa ni pamoja na utofauti wake, usafi wakati zinazozalishwa kutoka vyanzo vya nishati mbadala, na uwezo wake wa kupunguza uzalishaji wa gesi chafu. Baadhi ya matumizi ya hidrojeni ni pamoja na :

Uhamaji safi :
Magari ya Hydrogen, kama vile magari ya seli za mafuta, mabasi, malori, na treni, hutoa mbadala safi kwa magari ya injini ya mwako wa ndani. Wanazalisha umeme kwa kuchanganya hidrojeni na oksijeni kutoka kwa hewa, kuzalisha maji tu na joto kama bidhaa, kupunguza uzalishaji wa uchafuzi wa hewa na gesi za chafu.

Uhifadhi wa nishati :
Hydrogen inaweza kutumika kama njia ya kuhifadhi nishati kubwa, ikiwa ni pamoja na kuhifadhi nishati zinazozalishwa na vyanzo vya nishati mbadala kama vile nishati ya jua na upepo. Umeme

Katika msitu Katika msitu, ni vigumu kuhakikisha kwamba radius inaonyeshwa vizuri na lengo linalohitajika. Mfumo wa kupambana na karatasi na reflector maalum hutumiwa. Boriti laser ni kutafakari tu juu ya reflector hii, ambayo inaruhusu vipimo sahihi hata katika undergrowth. Mfumo huu hutumiwa, kwa mfano, wakati wa hesabu za misitu.
Kasoro za kifidio za laser

wa ziada unaweza kutumika kuzalisha hidrojeni na electrolysis ya maji na kisha kuhifadhiwa kwa matumizi ya baadaye kama chanzo cha mafuta au nishati.

Uzalishaji wa viwanda :
Hydrogen hutumiwa sana katika sekta ya kemikali kwa ajili ya uzalishaji wa amonia, kutumika katika utengenezaji wa mbolea, pamoja na uzalishaji wa kemikali mbalimbali, ikiwa ni pamoja na methanol, hidrojeni ya chlorinated, na hydrocarbon. Inaweza pia kutumika kama wakala wa kupunguza katika uzalishaji wa chuma na metali zingine.

Uzalishaji wa umeme :
Seli za mafuta ya Hydrogen zinaweza kutumika kuzalisha umeme kwa njia safi na yenye ufanisi, kwa matumizi ya stationary na simu. Hutumiwa katika majengo ya kibiashara na makazi kama chanzo cha umeme au kama chanzo cha msingi cha nguvu. Wanaweza pia kutumika kusambaza umeme kwa gridi za umeme wakati wa vipindi vya mahitaji ya kilele.

CKupokanzwa kwa makazi na biashara :
Hydrogen inaweza kutumika kama mafuta ya joto la makazi na kibiashara, kuchukua nafasi ya gesi ya asili au mafuta ya mafuta. Majipu ya hidrojeni yanatengenezwa na yanaweza kutoa mbadala ya kaboni ya chini kwa majengo ya joto.

Matumizi ya nafasi :
Katika sekta ya nafasi, hidrojeni hutumiwa kama mafuta ya kuendesha magari ya uzinduzi wa nafasi, hasa katika hatua za juu za roketi. hidrojeni ya kioevu mara nyingi hutumiwa kama propellant kutokana na wiani wake wa nishati ya juu na mwako safi.