A Dream of a Hydrogen EconomySwitch

A Dream of a Hydrogen Economy

Switching from fossil fuels to hydrogen could dramatically reduce urban air pollution, lower dependence on oil and reduce the build-up of greenhouse gases that threaten to trigger severe climate change. With those perceived benefits in view, the US, the European Union, Japan and other countries have sunk billions of dollars into hydrogen initiatives aimed at revving up the technology and propelling it to the market.
Car and energy companies are pumping billions more into building demonstration fleets and hydrogen fuelling stations. The only problem is that the bet on hydrogen economy is at best a long shot. Recent reports from the US National Academy of Sciences and the American Physical Society conclude that researchers face huge challenges. The transition to a hydrogen economy, if it comes at all, will not happen soon.
Top of the list of difficulties is finding a simple and economical way to produce hydrogen. Today by far the cheapest way is by using steam and catalyst to break down natural gas into H2 and CO2. But 15% of the energy in natural gas is lost as waste heat during the process. The upshot, according to Pete Devlin, who runs a hydrogen production programme at the US department of Energy, is that it costs $5 to produce the amount of hydrogen that releases as much energy as a gallon of gasoline.
In addition to stripping hydrogen from fossil fuels, DOE and other funding agencies are backing innovative research ideas to produce hydrogen with algae, use sunlight and catalyst to split water molecules directly and siphon hydrogen from agricultural waste and other types of biomass. Years of research in all these areas, however, have yet to yield decisive progress.
If producing hydroges cneaply has researchers scratching their heads, storing enough of it on board a car has them utterly confused. Because hydrogen is the lightest element, far less of it can fit into a given volume than other fuels. At room temperature and pressure, hydrogen takes up rougly 3,000 times as much space as gasoline containing the same amount of energy. That means storing a useful amount in a fuel tank requires compressing it, liquefying it or using some other form of advanced storage system. Unfortunately, pressurised gas tanks are bulky, taking up to four times the volume of a conventional fuel tank to match the driving distance of a gasoline engine.
Another area in need of progress is the fuel cells that convert hydrogen to electricity. Fuel cells have been used to power spacecraft, but their high cost and other drawbacks have kept them out of everyday applications such as cars. Various technical challanges - such as making them rugged enough to withstand the shocks of driving and ensuring the safety of cars loaded with flammable hydrogen gas - are also likely to make hydrogen cars costlier to engineer and slower to win public acceptance.
Hydrogen fuel-cell cars also face an obstacle from outside: the infrastructure they need to refuel. If hydrogen is generated in centralised plants, it will have to be trucked or piped to its final destination. But because of hydrogen's low density, transporting the gas over long distances is too inefficient and expensive to be realistic - at least with current technology.
It will need a massive new hydrogen infrastructure to deliver the goods. For a hydrogen economy to catch on, the fuel must be available in 30 to 50% of filling stations when mass-market hydrogen cars become available, says Bernard Bulkin, the former chief scientist at BP. Energy and car companies are unlikely to spend such sums unless they know mass-produced hydrogen vehicles are on the way. "We face a chicken-and-egg problem that will be difficult to overcome," says Michael Ramage, a former executive vice-president of ExxonMobil Research and Engineering, who chaired the NAS hydrogen report.
Because many of these problems require fundamental breakthroughs, many US researches question their country's early heavy emphasis on expensive demonstration projects of fuel-cell cars, fuelling stations and other technologies. In responce to the litany over making the transition to a hydrogen economy, Jo Ann Milliken, who heads hydrogen storage research for DOE, points out that DOE and other funding agencies are not promoting hydrogen to the exlusion of other energy reseach. She says the inescapable truth is that "we need a substitute for gasoline: gas hybrids are going to improve fuel economy, but they can't solve the problem."
Yet, if that is the case, many energy experts argue governments should be spending far more money to lower the technical and economical barriers to all types of alternative energy - hydrogen included - and bring it to reality sooner.

Kết quả (Việt) 1:

một giấc mơ của một nền kinh tế hydro

chuyển từ nhiên liệu hóa thạch để hydro có thể làm giảm đáng kể ô nhiễm không khí đô thị, sự phụ thuộc vào dầu mỏ thấp hơn và giảm sự tích tụ khí nhà kính đe dọa để kích hoạt sự thay đổi khí hậu khắc nghiệt. với những lợi ích nhận thức trong quan điểm, chúng ta, các công đoàn châu Âu,Nhật Bản và các nước khác đã bị đánh chìm hàng tỷ đô la vào các sáng kiến ​​hydro nhằm vòng quay lên công nghệ và thúc đẩy nó ra thị trường.
công ty xe hơi và năng lượng được bơm hàng tỷ nhiều hơn vào các hạm đội xây dựng trình diễn và các trạm tiếp nhiên liệu hydro. vấn đề duy nhất là đặt cược vào nền kinh tế hydro là lúc tốt nhất một cú sút xa.báo cáo gần đây từ học viện quốc gia chúng ta về khoa học và xã hội Vật lý Mỹ kết luận rằng các nhà nghiên cứu phải đối mặt với những thách thức rất lớn. quá trình chuyển đổi sang nền kinh tế hydro, nếu nó đi kèm với tất cả, sẽ không xảy ra sớm.
đầu danh sách những khó khăn là tìm kiếm một cách đơn giản và kinh tế để sản xuất hydro.hôm nay của xa cách với giá rẻ nhất là sử dụng hơi nước và chất xúc tác để phá vỡ khí tự nhiên vào h2 và CO2. nhưng 15% năng lượng trong khí tự nhiên bị mất là nhiệt thải trong quá trình này. Kết quả cuối cùng, theo Devlin Pete, người điều hành một chương trình sản xuất hydro ở bộ phận chúng ta về năng lượng,là nó chi phí $ 5 để sản xuất số lượng hydro phát hành càng nhiều năng lượng như một gallon xăng.
ngoài tước hydro từ nhiên liệu hóa thạch, nai và các cơ quan tài trợ khác đang ủng hộ ý tưởng nghiên cứu sáng tạo để sản xuất hydro với tảo, sử dụng ánh sáng mặt trời và chất xúc tác để chia các phân tử nước trực tiếp và hút hydro từ chất thải nông nghiệp và các loại sinh khối.năm nghiên cứu trong tất cả các khu vực này, tuy nhiên, vẫn chưa mang lại sự tiến bộ quyết định.
nếu hydroges sản xuất cneaply đã nghiên cứu gãi đầu gãi tai, lưu trữ đủ của nó trên một chiếc xe có họ hoàn toàn bối rối. vì hydro là nguyên tố nhẹ nhất, ít của nó có thể phù hợp với một khối lượng nhất định so với các loại nhiên liệu khác. ở nhiệt độ phòng và áp suất, hydro chiếm rougly 3,000 lần so với không gian như xăng có chứa cùng một lượng năng lượng. đó có nghĩa là lưu trữ một số lượng hữu ích trong một bồn chứa nhiên liệu đòi hỏi nén, hóa lỏng nó hoặc sử dụng một số hình thức khác của hệ thống lưu trữ tiên tiến. không may, bình gas áp lực cồng kềnh, chiếm đến bốn lần khối lượng của bình nhiên liệu thông thường để phù hợp với khoảng cách lái xe một động cơ xăng.
khu vực khác có nhu cầu tiến bộ là các tế bào nhiên liệu chuyển đổi hydro thành điện. các tế bào nhiên liệu đã được sử dụng để tàu vũ trụ năng lượng, nhưng giá thành cao và hạn chế khác đã giữ họ ra khỏi ứng dụng hàng ngày như xe hơi.thách kỹ thuật khác nhau - chẳng hạn như làm cho chúng chắc chắn đủ để chịu được những cú sốc của lái xe và đảm bảo sự an toàn của chiếc xe tải với khí hydro dễ cháy - cũng có khả năng làm cho xe chạy bằng hiđrô tốn kém để thiết kế và chậm hơn để giành chiến thắng chấp nhận của công
hydro pin nhiên liệu. xe ô tô cũng phải đối mặt với một trở ngại từ bên ngoài: cơ sở hạ tầng cần thiết để tiếp nhiên liệu.nếu hydro được tạo ra trong các nhà máy tập trung, nó sẽ phải được chở bằng xe tải hoặc đường ống để đến đích cuối cùng của nó. nhưng do mật độ thấp của hydro, vận chuyển khí trên một khoảng cách dài quá không hiệu quả và tốn kém phải thực tế -. ít nhất là với công nghệ hiện tại
nó sẽ cần một cơ sở hạ tầng hydro mới lớn để cung cấp hàng hoá. cho nền kinh tế hydro để đón về,nhiên liệu phải có sẵn trong 30 đến 50% các trạm xăng khi hydro xe thị trường đại chúng trở nên có sẵn, nói bernard Bulkin, các nhà khoa học chính cựu bp. các công ty năng lượng và xe không có khả năng chi tiêu khoản tiền đó trừ khi họ biết xe hydro sản xuất hàng loạt là trên đường. "Chúng tôi phải đối mặt với một vấn đề con gà và quả trứng đó sẽ rất khó khăn để vượt qua", ông Michael Ramage,giám đốc điều hành cựu phó chủ tịch nghiên cứu ExxonMobil và kỹ thuật, người chủ trì báo cáo hydro nas.
vì rất nhiều những vấn đề đòi hỏi những đột phá cơ bản, nhiều chúng tôi nghiên cứu đặt câu hỏi đầu nhấn mạnh của đất nước vào các dự án trình diễn đắt tiền của chiếc xe nhiên liệu tế bào, các trạm tiếp nhiên liệu và các công nghệ khác.trong phản ứng với kinh cầu trên việc chuyển đổi sang nền kinh tế hydro, jo ann Milliken, người đứng đầu nghiên cứu lưu trữ hydro cho nai, chỉ ra rằng con nai và các cơ quan tài trợ khác không được thúc đẩy hydrogen vào exlusion của reseach năng lượng khác. cô nói sự thật không thể tránh được rằng "chúng ta cần một sự thay thế cho xăng dầu: xe hybrid xăng sẽ cải thiện nền kinh tế nhiên liệu,nhưng họ không thể giải quyết vấn đề "
nhưng, nếu đó là trường hợp, nhiều chuyên gia năng lượng cho rằng các chính phủ nên được chi tiêu tiền nhiều hơn để hạ thấp các rào cản kỹ thuật và kinh tế để tất cả các loại năng lượng thay thế -. hydro bao gồm - và mang lại cho nó với thực tế sớm hơn.

Kết quả (Việt) 2:

Một giấc mơ của một nền kinh tế hydro

chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch để hydro có thể đáng kể giảm ô nhiễm đô thị không khí, thấp sự phụ thuộc vào dầu và giảm xây dựng khí nhà kính mà đe dọa để kích hoạt sự thay đổi khí hậu nghiêm trọng. Với những cảm nhận lợi ích trong xem, Hoa Kỳ, liên minh châu Âu, Nhật bản và các nước khác đã đánh chìm hàng tỷ đô la vào hydro sáng kiến nhằm mục đích revving lên các công nghệ và đẩy nó đến thị trường.
công ty xe hơi và năng lượng bơm hàng tỷ thêm vào xây dựng hạm đội cuộc biểu tình và hydro cung cấp nhiên liệu trạm. Vấn đề duy nhất là đặt cược vào nền kinh tế hydro là lúc tốt nhất một shot dài. Các báo cáo gần đây từ các chúng tôi National Academy of Sciences và hội vật lý Hoa Kỳ kết luận rằng các nhà nghiên cứu phải đối mặt với những thách thức lớn. Sự chuyển đổi sang một nền kinh tế hydro, nếu nó đi kèm ở tất cả, sẽ không xảy ra sớm.
đầu danh sách những khó khăn việc tìm kiếm một cách đơn giản và kinh tế để sản xuất hydro. Vào ngày hôm nay của xa cách rẻ nhất là bằng cách sử dụng hơi nước và chất xúc tác để phá vỡ khí đốt tự nhiên vào H2 và CO2. Nhưng 15% của năng lượng trong khí tự nhiên bị mất là chất thải nhiệt trong quá trình. Upshot, theo Pete Devlin, người điều hành một chương trình sản xuất hydro lúc hoa trong năng lượng, là nó chi phí $5 để sản xuất số lượng hydro bản phát hành nhiều năng lượng như một gallon xăng.
ngoài tước hydro từ nhiên liệu hóa thạch, DOE và các cơ quan tài trợ khác đang ủng hộ ý tưởng sáng tạo nghiên cứu để sản xuất hydro với tảo, sử dụng ánh sáng mặt trời và chất xúc tác để split phân tử nước trực tiếp and siphon hydro từ chất thải nông nghiệp và các loại nhiên liệu sinh học. Năm nghiên cứu trong tất cả các khu vực này, Tuy nhiên, có được nêu ra để mang lại quyết định tiến bộ.
nếu sản xuất hydroges cneaply có các nhà nghiên cứu gãi đầu, lưu trữ đủ của nó trên một chiếc xe có họ hoàn toàn nhầm lẫn. Bởi vì hydro là nguyên tố nhẹ nhất, đến nay ít hơn của nó có thể vừa vào một khối lượng nhất định hơn so với các nhiên liệu khác. Ở nhiệt độ phòng và áp suất, hydro chiếm rougly 3,000 lần nhiều không gian như xăng có chứa cùng một lượng năng lượng. Đó có nghĩa là lưu trữ một số lượng hữu ích trong một thùng nhiên liệu đòi hỏi phải nén nó, liquefying nó hoặc bằng cách sử dụng một số hình thức khác của hệ thống lưu trữ tiên tiến. Thật không may, chứa bằng khí đốt được cồng kềnh, tham gia lên đến bốn lần khối lượng của một thùng nhiên liệu thông thường để phù hợp với khoảng cách lái xe của một động cơ xăng.
Các khu vực khác cần tiến bộ là các tế bào nhiên liệu hydro để điện chuyển đổi. Tế bào nhiên liệu đã sử dụng để điện tàu vũ trụ, nhưng chi phí cao của họ và hạn chế khác đã giữ họ ra khỏi các ứng dụng hàng ngày như xe ô tô. Thách thức kỹ thuật khác nhau - chẳng hạn như làm cho chúng gồ ghề, đủ để chịu được những cú sốc của lái xe và đảm bảo sự an toàn của chiếc xe tải với khí dễ cháy hiđrô - là cũng có khả năng để làm cho chiếc xe hydro costlier để kỹ sư và chậm hơn để giành chiến thắng chấp nhận công cộng.
xe ô tô tế bào nhiên liệu hydro cũng phải đối mặt một vật cản từ bên ngoài: cơ sở hạ tầng mà họ cần để tiếp nhiên liệu. Nếu hydro được tạo ra ở thực vật tập trung, nó sẽ phải được trucked hoặc đường ống đến đích cuối cùng của nó. Nhưng vì mật độ thấp của hydro, vận chuyển khí trên một khoảng cách dài là quá kém hiệu quả và đắt tiền để được thực tế - tối thiểu với công nghệ hiện tại
nó sẽ cần một hạ tầng lớn hydro mới để cung cấp hàng hoá. Cho một nền kinh tế hydro để bắt nhiên liệu phải được có sẵn trong 30-50% của trạm xăng khi Döï hydro xe trở nên có sẵn, ông Bernard Bulkin, các nhà khoa học trưởng cũ tại BP. năng lượng và công ty xe hơi ít có khả năng để chi tiêu số tiền đó trừ khi họ biết hydro sản xuất hàng loạt xe đang trên đường. "Chúng tôi gặp phải một vấn đề gà và trứng sẽ được khó khăn để vượt qua," ông Michael Ramage, một cựu giám đốc điều hành phó chủ tịch của ExxonMobil nghiên cứu và kỹ thuật, người chủ trì các NAS hydro báo cáo.
vì nhiều người trong số những vấn đề này yêu cầu cơ bản đột phá, nhiều Hoa Kỳ nghiên cứu câu hỏi của chính đầu nặng nhấn mạnh vào cuộc biểu tình đắt tiền dự án tế bào nhiên liệu xe ô tô, cung cấp nhiên liệu trạm và các công nghệ khác. Để đáp ứng với kinh cầu nguyện trên làm sự chuyển đổi sang một nền kinh tế hydro, Jo Ann Milliken, người đứng đầu hydro lí nghiên cứu cho bộ năng lượng, chỉ ra rằng bộ năng lượng và các cơ quan tài trợ đang không thúc đẩy hydro exlusion reseach năng lượng khác. Cô ấy nói sự thật không thể lờ đi là "chúng tôi cần một thay thế cho xăng: khí lai sẽ cải thiện nền kinh tế nhiên liệu, "nhưng họ không thể giải quyết vấn đề."
Được, nếu đó là trường hợp, nhiều năng lượng chuyên gia tranh luận chính phủ nên chi tiêu rất nhiều tiền để giảm các rào cản kỹ thuật và kinh tế để tất cả các loại năng lượng thay thế – hiđrô bao gồm - và mang nó đến thực tế sớm.