История и современное состояние водородной энергетики

Крупные электростанции, будь то гидроэлектростанции, тепловые или атомные электростанции, отправляют вырабатываемую ими электроэнергию в сеть, которая затем доставляет ее потребителям. Однако нагрузки у разных потребителей электроэнергии различны, и в электросети иногда наблюдаются пики, а иногда и спады. Чтобы регулировать пиковую нагрузку, электростанциям в энергосистеме часто необходимо быстро запускаться и быть более гибкими. Производство водородной энергии наиболее подходит для этой роли.
Новый метод получения водородной энергии — водородные топливные элементы. Это устройство, которое использует водород и кислород (для образования воздуха) для непосредственного прохождения электрохимической реакции для выработки электрической энергии. Другими словами, это также обратная реакция электролизера воды с образованием водорода и кислорода. С 1970-х годов Япония, США и другие страны активизировали исследования различных топливных элементов и теперь приступили к их коммерческому развитию. В Японии создана электростанция на топливных элементах мощностью 10 киловатт, а более 30 производителей в США разрабатывают топливные элементы. Германия, Великобритания, Франция, более 20 компаний в Нидерландах, Дании, Италии и Австрии также вложили средства в исследования топливных элементов. Этот новый метод производства электроэнергии привлек внимание всего мира.
Самый простой принцип топливного элемента заключается в прямом преобразовании химической энергии топлива в электрическую энергию без сгорания. Эффективность преобразования энергии может достигать 60%-80%. Он также имеет меньше загрязнения и низкий уровень шума. Устройство может быть большим или маленьким и очень гибким. Сначала такого рода устройства для генерации энергии были небольшими и дорогими и в основном использовались в качестве источника энергии в аэрокосмической отрасли. Сейчас цена существенно снижена и постепенно переходят на наземное применение. В настоящее время существует множество типов топливных элементов.