Wodór jest najprostszym i najlżejszym pierwiastkiem chemicznym (masa atomowa 1, liczba masowa 1,0079 u) rozpoczynającym układ okresowy. Atom wodoru zbudowany jest z protonu i krążącego dookoła niego elektronu. Pierwiastek ten w stanie wolnym występuje w niewielkich ilościach w górnych warstwach atmosfery oraz w gazach wulkanicznych, niekiedy w gazie ziemnym, a także w granicie i innych skałach. Wodór w postaci związanej wchodzi w skład wielu związków organicznych i nieorganicznych. Jego zasoby są praktycznie nie do wyczerpania, najwięcej tego pierwiastka jest w wodzie, której są na Ziemi olbrzymie ilości.
Według wszelkich przewidywań
- reforming benzyny, który polega na zwiększaniu liczby oktanowej w procesie odwodornienia węglowodorów nasyconych i otrzymaniu aromatycznych;
-
reforming metanu parą wodną, przeprowadza się go w rurkach ceramicznych, przy udziale niklu jako katalizatora;
-
elektroliza wody, polega na odwróconym procesie spalania wodoru i pozwala uzyskać wodór najwyższej czystości;
-
metoda Boscha, polega na rozkładzie pary wodnej przy użyciu rozgrzanego do 1200oC koksu.
Ważnym aspektem przy produkcji wodoru jest późniejsze jego magazynowanie oraz transport. Wodór można magazynować w postaci gazowej pod ciśnieniem (np. butle i zbiorniki ciśnieniowe), w postaci ciekłej (np. cysterny, statki do przewozu skroplonych gazów), w wodorkach czy też w materiałach węglowych. Wodór może być przesyłany rurociągami lub transportowany w zbiornikach pod ciśnieniem. Transport ciekłego wodoru rurociągami jest nieopłacalny i stosuje się go jedynie na małe odległości. Natomiast na dalsze odległości transportuje się go tankowcami, cysternami kolejowymi i samochodowymi.
Wodór jak nośnik energii może być wykorzystywany:
- jako paliwo (w postaci ciekłej lub gazowej) w pojazdach,
- jako paliwo w ogniwach paliwowych, do zamiany energii chemicznej na elektryczną,
- jako paliwo w rakietach i statkach kosmicznych,
- do zasilania generatorów magnetohydrodynamicznych (MHD),
- do magazynowania energii odnawialnej pozyskiwanej okresowo,
-
do wyrównania obciążeń szczytowych w systemach elektroenergetycznych.
Zastosowanie wodoru jako paliwa na szeroką skalę ma zarówno wady jak i zalety. Do zdecydowanych plusów można zaliczyć
Natomiast do wad zalicza się:
Technologia wodoru rozwija się bardzo szybko, jednak do uzyskania pełnego sukcesu komercyjnego należy rozwiązać problem taniego pozyskiwania i magazynowania wodoru. Wodór jako paliwo samochodowe jest z pewnością obiecujące, gdyż byłoby neutralne dla środowiska. Pomysł ten stał się obiektem zainteresowania zarówno firm motoryzacyjnych jak i środowisk naukowych, w tym również polskich uczelni technicznych. W 2012 roku naukowcy z Politechniki Lubelskiej zaprezentowali samochód na wodór. Według jednej z dużych firm motoryzacyjnych pierwszy seryjny samochód napędzany wodorem ma wejść na rynek do 2015 roku.
- powszechne występowanie i niekończące się zasoby,
- możliwość produkcji z różnych surowców i za pomocą różnych metod,
- brak zanieczyszczeń podczas spalania wodoru,
- w wielu wypadkach stosowanie wodoru jest bezpieczniejsze niż paliw płynnych,
- zastosowanie silników wodorowych w transporcie, spowodowałoby zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska,
- zastosowanie silników w lotnictwie mogłoby zwiększyć ich zasięg.
Natomiast do wad zalicza się:
- produkcja wodoru wymaga wiele energii,
- wysokie koszty związane z budową sieci magazynowania, transportu oraz dystrybucji wodoru,
- wysokie koszty związane z produkcją i zastosowaniem wodoru oraz jego transportem i magazynowaniem,
- produkcji wodoru z kopalin towarzyszy wydzielanie się dużych ilości dwutlenku węgla.
Technologia wodoru rozwija się bardzo szybko, jednak do uzyskania pełnego sukcesu komercyjnego należy rozwiązać problem taniego pozyskiwania i magazynowania wodoru. Wodór jako paliwo samochodowe jest z pewnością obiecujące, gdyż byłoby neutralne dla środowiska. Pomysł ten stał się obiektem zainteresowania zarówno firm motoryzacyjnych jak i środowisk naukowych, w tym również polskich uczelni technicznych. W 2012 roku naukowcy z Politechniki Lubelskiej zaprezentowali samochód na wodór. Według jednej z dużych firm motoryzacyjnych pierwszy seryjny samochód napędzany wodorem ma wejść na rynek do 2015 roku.