Hydrogen & Pin nhiên liệu (Vấn đề an toàn)

. Vấn đề an toàn Hydrogen là khí không màu, không mùi, không vị và rất hoạt động. Khi hydrogen cháy nó mang mối nguy hiểm tiềm ẩn bởi ngọn lửa của nó không thể nhận thấy bằng mắt thường. Do đó nó có thể lan đi mà người ta không thể nhận biết để cảnh báo. Tuy nhiên, trong chừng mực nào đó, hydrogen cháy an toàn hơn các nhiên liệu hóa thạch thông thường.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hydrogen & Pin nhiên liệu (Vấn đề an toàn) Hydrogen & Pin nhiên liệu (Vấn đề an toàn)15.4. Vấn đề an toànHydrogen là khí không màu, không mùi, khôngvị và rất hoạt động. Khi hydrogen cháy nó mangmối nguy hiểm tiềm ẩn bởi ngọn lửa của nókhông thể nhận thấy bằng mắt thường. Do đónó có thể lan đi mà người ta không thể nhận biếtđể cảnh báo. Tuy nhiên, trong chừng mực nàođó, hydrogen cháy an toàn hơn các nhiên liệuhóa thạch thông thường. Hydrogen có tốc độbừng cháy rất cao và tiêu tán mau. Do đó,những vụ cháy, thậm chí bắt nguồn từ hydrogenlỏng, thường bùng lên rất nhanh rồi hết. Theotính toán của các nhà khoa học cho thấy ở mộtvụ cháy xe cộ liên quan đến xăng dầu, đámcháy có thể kéo dài hai mươi đến ba mươi phút,trong khi đó, ngọn lửa từ đám cháy của chiếc xechạy bằng lượng hydrogen tương đương chỉkéo dài từ một đến hai phút!Hydrogen khi bị đốt cháy sinh ra nhiệt và hơinước. Do không có carbon, hơn nữa hơi nướclại là chất hấp thụ nhiệt nên hydrogen cháy tỏanhiệt ít hơn nhiều so với khi các hydrocarboncháy và đám cháy không lan đi, chỉ có nhữngvật trực tiếp bị đốt dưới ngọn lửa đó mới bị cháynặng. Những vật khác ở gần ngọn lửa sẽ khómà tự bắt cháy được. Vì thế mà mối nguy hiểmvề khói độc và việc cháy lan kéo dài đối vớihydrogen đã được giảm đi đáng kể. Điều này cóý nghĩa rất quan trọng trong vấn đề cứu hỏa.Tỉ trọng thấp và khả năng khuếch tán nhanh chophép hydrogen thoát nhanh vào khí quyển nếunhư có sự rò rỉ xảy ra. Trong khi đó, propane vàxăng dầu, với tỉ trọng cao và khả năng khuếchtán thấp, dễ tụ lại gần mặt đất, làm gia tăng rủiro cháy nổ. Hydrogen phải đạt đến nồng độ 4%trong khí quyển mới gây nguy hiểm, khi đó khảnăng bắt lửa của hydrogen sẽ tăng lên nhanh.Mặc dù nồng độ 4% xem như không cao, nhưngnếu so sánh với nồng độ cần đạt để bốc cháycủa xăng dầu chỉ có 1%, hydrogen cho thấymức rủi ro cháy nổ thấp hơn đáng kể.Hydrogen không độc và không ăn mòn. Xăng vàdầu rất độc với con người và sinh vật nếu nhưvô tình chúng bị rò rỉ ra môi trường bên ngoài.Trong khi đó, nếu hydrogen bị thoát ra, chúng sẽbay hơi gần như hoàn toàn và chỉ để lại nướcđằng sau.15.5. Ứng dụng nhiên liệu hydrogenChúng ta đã khá quen thuộc với hình ảnhhydrogen như là nguyên liệu cho nhiều ngànhcông nghiệp hóa học: chế tạo ammonia,methanol, lọc dầu, phân bón, luyện kim, mỹphẩm, chất bán dẫn v.v. Thế nhưng, không chỉcó vậy, hydrogen còn là một nguồn nhiên liệuđầy tiềm năng với nhiều ưu điểm thuận lợi vềmôi trường và kinh tế. Hydrogen là nguồn nănglượng sạch, gần như không phát thải khí ônhiễm mà chỉ sinh ra hơi nước. Từ nước quaquá trình điện phân ta lại có thể thu đượchydrogen. Vì vậy, hydrogen là nguồn nănglượng gần như vô tận hay có thể tái sinh được.Hơn nữa, xét về mặt trọng lượng, hydrogen có tỉtrọng năng lượng cực kỳ cao. Trên thực tế, nhờhai đặc tính nhẹ và tỉ trọng năng lượng cao này,hydrogen đã được dùng làm nhiên liệu cho tênlửa từ những buổi ban đầu của công nghệ duhành không gian.Khi dùng làm nhiên liệu, hydrogen có thể đượcđốt trực tiếp trong các động cơ đốt trong, tươngtự như trong các loại phương tiện giao thôngchạy bằng xăng dầu phổ biến hiện nay.Hydrogen cũng có thể thay thế khí thiên nhiênđể cung cấp năng lượng cho các nhu cầu dândụng hàng ngày như đun nấu, sưởi ấm, chiếusáng…v.v.Mặt khác, hydrogen còn có thể được sử dụnglàm nguồn năng lượng cung cấp cho hệ thốngpin nhiên liệu, nhờ quá trình điện hóa để tạo rađiện năng. Bên cạnh những ưu điểm củahydrogen như đã nêu trên (sạch, tái sinh…), pinnhiên liệu còn chạy rất êm, không gây ra tiếngđộng, chấn động như động cơ đốt trong. Do dựatrên cơ chế của quá trình điện hóa tạo ra điệnnăng chứ không phải quá trình đốt như ở độngcơ đốt trong, pin nhiên liệu còn đạt hiệu suất sửdụng cao hơn nhiều so với động cơ đốt trong, vìthế mà tiết kiệm năng lượng hơn. Với những ưuthế vượt trội đó, pin nhiên liệu đang ngày càngđược quan tâm và dự đoán sẽ trở nên nguồnnhiên liệu đầy triển vọng, một thành phần chủchốt của nền kinh tế hydrogen trong viễn cảnhtương lai.