Водень є найпоширенішим хімічним елементом на землі, але у нього є проблема: він не знаходиться у вільному доступі в навколишньому середовищі (наприклад, у водосховищах), але він завжди поєднується з іншими елементами (наприклад, у воді, H2O або метані, СН4). Тому, для того, щоб його можна було використовувати в енергетичних додатках, його потрібно спочатку звільнити, тобто відокремити від решти елементів.
Зробити це досить просто. Можна використовувати теплові та хімічні реакції для виділення водню з органічних матеріалів, таких як викопне паливо. Але це не екологічно та залишає викиди СО2. Бурий водень виробляється з використанням вугілля, де викиди забруднюють повітря. Сірий водень виробляється з природного газу, де викиди також забруднюють повітря. Блакитний водень виробляється з природного газу, де викиди виловлюються за допомогою захоплення та зберігання вуглецю.
Але існує більш чистий спосіб отримання водню – зелений: сильний електричний струм, пропущений через резервуар з водою, який розщеплює молекулу на два складові елементи. Цей метод називається електролізом. Атоми водню утворюють молекули водню (Н2), а молекули кисню випаровуються. Електроенергія для виділення зелено водню виробляється з відновлюваних джерел, таких як сонячна енергія або вітер і вона не забруднює повітря.
Водень може використовуватися загалом двома способами. Його можна спалити для виробництва тепла або подати в паливний елемент для виробництва електроенергії.
Потенційні застосування водню:
- водневі електричні автомобілі та вантажівки, контейнеровози, що працюють на рідкому аміаку з водню;
- турбіни, що працюють на водні, які можуть виробляти електроенергію в періоди пікових потреб, щоб допомогти зміцнити електричну мережу як замінник природного газу для приготування їжі та опалення в будинках.
Недоліки. Як і будь-який газ, водень можна стискати і зберігати в резервуарах, а потім використовувати за потреби. Однак об’єм водню набагато більший, ніж об’єм інших вуглеводнів; наприклад, майже в чотири рази більше, ніж природного газу. Для його зберігання потрібно стиснення до 700 разів вище нормального атмосферного тиску або охолодження до мінус 253 градусів Цельсія. У зв’язку з цим, вартість його зберігання збільшується.
Окрім вартості зберігання, є проблема з трубами. Атоми водню під тиском досить малі, щоб прослизнути крізь тверду сталь, а це означає, що трубопроводи з природного газу часто не можуть бути легко переобладнані для перекачування водню. Пристрої, призначені для використання природного газу, такі як печі та обігрівачі, також потрібно буде замінити або переобладнати для роботи з воднем.