Sin embargo, lo más avanzado es que Estados Unidos utilizó hidrógeno líquido como combustible para aviones supersónicos y subsónicos en la década de 1950, convirtiendo así el bombardero bimotor B57 en un motor de hidrógeno y aviones propulsados por hidrógeno que tomaban apagado. En particular, el ex cosmonauta soviético Gagarin viajó al espacio en un satélite terrestre artificial en 1957, y una nave espacial estadounidense fue al espacio en 1963. La nave espacial Apolo le siguió de cerca en 1968, logrando el primer alunizaje humano. Todo esto depende del combustible de hidrógeno. De cara al siglo XXI científico, no está lejos el día en que se comercialicen aviones y naves espaciales avanzados de alta velocidad y largo alcance propulsados por hidrógeno. El sueño imperial del pasado será realizado por el pueblo moderno. Muchas empresas automovilísticas de Japón, Estados Unidos, Alemania, etc. han realizado experimentos utilizando hidrógeno para sustituir la gasolina como combustible para motores de automóviles. La tecnología es factible, pero el principal problema ahora es la fuente de hidrógeno barato. El hidrógeno es un combustible eficiente. Cada kilogramo de combustión de hidrógeno produce 33,6 kWh de energía, casi 2,8 veces la de un coche. La combustión de hidrógeno no solo tiene un alto poder calorífico, sino que también tiene una rápida propagación de la llama y una baja energía de ignición (fácil de encender). Por lo tanto, la eficiencia total de utilización del combustible de los vehículos de hidrógeno puede ser un 20% mayor que la de los vehículos de gasolina. Por supuesto, el principal producto de la combustión del hidrógeno es el agua, con muy poco nitrógeno hidrogenado y absolutamente ningún componente nocivo como el monóxido de carbono y el dióxido de azufre que contaminan el medio ambiente que se produce cuando se quema gasolina. Los coches de hidrógeno son el medio de transporte más limpio e ideal.
En la actualidad, los vehículos propulsados por hidrógeno utilizarán hidruros metálicos como materiales de almacenamiento de hidrógeno, y el calor necesario para liberar hidrógeno puede ser proporcionado por el agua de refrigeración del motor y el calor de los gases de escape. Actualmente existen dos tipos de vehículos propulsados por hidrógeno, uno es un vehículo de combustible de hidrógeno y el otro es un vehículo de gasolina con mezcla de hidrógeno. Siempre que el motor de un vehículo dopado con hidrógeno se modifique ligeramente o no se modifique, se puede mejorar la tasa de utilización del combustible y reducir la contaminación por gases de escape. Utilizando un automóvil con un contenido de hidrógeno de aproximadamente el 5%, la eficiencia térmica promedio se puede aumentar en un 15% y se puede ahorrar gasolina en aproximadamente un 30%. Por lo tanto, en un futuro próximo se utilizarán más vehículos dopados con hidrógeno y se promoverán los vehículos totalmente de hidrógeno una vez que se pueda suministrar hidrógeno en grandes cantidades. Mercedes-Benz ha lanzado sucesivamente varios vehículos propulsados por hidrógeno, entre ellos furgonetas, autobuses, camiones de correo y automóviles. Tomando como ejemplo una furgoneta alimentada por hidrógeno, se utiliza un tanque de combustible de hidruro de aleación de ferrotitanio de 200 kilogramos en lugar de un tanque de gasolina de 65 litros, que puede recorrer más de 130 kilómetros seguidos. El automóvil dopado con hidrógeno fabricado por la alemana Mercedes-Benz puede circular en la carretera, y la caja de almacenamiento de hidrógeno utilizada en el automóvil también es hidruro de ferroaleación de titanio.
La característica de los automóviles dopados con hidrógeno es que el combustible mixto de gasolina e hidrógeno puede funcionar en la zona del aceite pobre, lo que puede mejorar las condiciones de combustión de todo el motor. En China, los motores de los automóviles funcionan principalmente a carga parcial cuando el tráfico es intenso, por lo que utilizar automóviles dopados con hidrógeno es particularmente ventajoso. En particular, algunos excedentes de hidrógeno industrial (como la producción de amoníaco) no se pueden reciclar. Si se utiliza como combustible dopado con hidrógeno, sus beneficios económicos y medioambientales son satisfactorios. Las grandes centrales eléctricas, ya sean hidroeléctricas, térmicas o nucleares, envían la electricidad que generan a la red, que luego la entrega a los usuarios. Sin embargo, las cargas de los distintos usuarios son diferentes y la red eléctrica a veces tiene picos y otras veces valles. Para regular los picos de carga, a menudo es necesario poner en marcha centrales eléctricas rápidas y flexibles en la red, y la generación de hidrógeno es la más adecuada para desempeñar esta función. El hidrógeno y el oxígeno se queman para formar un grupo electrógeno de hidrógeno y oxígeno. El dispositivo es un motor de combustión interna tipo cohete equipado con un generador. No requiere de un complejo sistema de caldera de vapor, por lo que tiene una estructura sencilla, fácil mantenimiento y rápida puesta en marcha, pudiendo ponerse en marcha cuando se desee. Cuando la red eléctrica tiene poca carga, también puede absorber el exceso de electricidad para electrolizar el agua y producir hidrógeno y oxígeno para la generación de energía durante las horas pico. Este ajuste es beneficioso para el funcionamiento de la red. Además, el hidrógeno y el oxígeno pueden cambiar directamente el estado operativo de las unidades generadoras de energía térmica convencionales y mejorar la capacidad de generación de energía de la central eléctrica. Por ejemplo, la combustión de hidrógeno y oxígeno forma una generación de energía mediante fluido magnético y se utiliza hidrógeno líquido para enfriar el dispositivo de generación de energía, aumentando así la potencia de la unidad.
El método más nuevo de generación de energía con hidrógeno son las pilas de combustible de hidrógeno. Se trata de un dispositivo que utiliza hidrógeno y oxígeno (en el aire) para generar electricidad directamente mediante una reacción electroquímica. En otras palabras, también es la reacción inversa del hidrógeno y el oxígeno producida por el electrolizador de agua.
Desde la década de 1970, Japón, Estados Unidos y otros países han intensificado la investigación sobre diversas pilas de combustible y ahora han entrado en desarrollo comercial. Japón ha establecido una central eléctrica de pilas de combustible de 10.000 kilovatios y más de 30 fabricantes en Estados Unidos están desarrollando pilas de combustible. Más de 20 empresas en Alemania, el Reino Unido, Francia, los Países Bajos, Dinamarca, Italia y Austria también han invertido en la investigación de pilas de combustible. Este nuevo método de generación de energía ha atraído la atención mundial.
La simplicidad de la pila de combustible es que convierte directamente la energía química del combustible en energía eléctrica sin quemarse. La eficiencia de conversión de energía puede alcanzar el 60%-80%, la contaminación y el ruido son pequeños y. el dispositivo puede ser grande y muy flexible. Al principio, este tipo de dispositivo de generación de energía era pequeño y caro, y se utilizaba principalmente para el suministro de energía aeroespacial. Ahora el precio ha bajado significativamente y poco a poco se está recurriendo a aplicaciones terrestres. Actualmente existen muchos tipos de pilas de combustible, entre las que se incluyen principalmente las siguientes: Las pilas de combustible de óxido sólido se consideran la tercera generación de pilas de combustible. Su temperatura de funcionamiento es de unos 1.000 °C y su eficiencia de generación de energía puede superar el 60 %. Actualmente muchos países lo están estudiando y es apto para construir grandes centrales eléctricas. Westinghouse lo está desarrollando y se espera que el coste de generar electricidad sea inferior a 20 céntimos por kilovatio-hora.
Además, existen varios tipos de pilas de combustible, como las alcalinas, que funcionan a unos 200°C, tienen una eficiencia de generación de energía de hasta el 60% y no utilizan metales preciosos como catalizadores. Suecia ha desarrollado un dispositivo de 200 kilovatios para submarinos. La primera pila de combustible pequeña utilizada en la nave espacial estadounidense Apollo se llamaba tipo americano y en realidad era una pila de combustible de membrana de intercambio iónico. Su eficiencia de generación de energía llega al 75% y la temperatura de funcionamiento es inferior a 100°C, pero se debe utilizar oxígeno puro como oxidante. Posteriormente, Estados Unidos desarrolló pilas de combustible para vehículos propulsados por hidrógeno. Una sola carga de hidrógeno puede recorrer 300 kilómetros y alcanzar una velocidad de 100 kilómetros por hora. Se trata de una pila de combustible de membrana de intercambio de protones reversible con una eficiencia máxima de generación de energía del 80%.
El combustible ideal para las pilas de combustible es el hidrógeno porque es la reacción inversa de la electrólisis para producir hidrógeno. El uso principal de las pilas de combustible no es sólo para la construcción de centrales eléctricas fijas, sino que también es especialmente adecuado para el suministro de energía móvil y para el suministro de energía a vehículos y barcos. Por lo tanto, en el futuro también serán hermanos gemelos del aprovechamiento de la energía del hidrógeno. Con el desarrollo de la tecnología de producción de hidrógeno y la falta de energía fósil, la utilización de la energía del hidrógeno llegará tarde o temprano a los hogares, primero en las grandes ciudades desarrolladas, donde puede llegar a miles de hogares a través de gasoductos de hidrógeno como el gas urbano. Cada usuario utiliza un tanque de almacenamiento de hidruro metálico para almacenar hidrógeno y luego conecta estufas de cocina, baños, refrigeradores de hidrógeno, aires acondicionados, etc. Conéctese al equipo de carga de hidrógeno del automóvil en el garaje respectivamente. La vida de las personas depende de un gasoducto de energía de hidrógeno, que puede sustituir a los gasoductos, a los de calefacción e incluso a los de electricidad, e incluso salvar las gasolineras para los coches. Un sistema de energía de hidrógeno tan limpio y conveniente creará un ambiente de vida confortable para las personas y reducirá muchos asuntos complicados.
La energía del hidrógeno tiene una larga historia en campos industriales (como el corte y la soldadura), especialmente en la industria de procesamiento de joyería, el pulido con llama de productos de vidrio orgánico, el corte de palanquillas de colada continua y la inyección de agua en fábricas farmacéuticas. Sellado y otros campos.
Como nueva fuente de energía, su seguridad ha atraído una amplia atención. Técnicamente hablando, utilizar hidrógeno es completamente seguro. El hidrógeno es altamente difusible en el aire. Cuando gotea o se quema, puede elevarse rápidamente verticalmente en el aire y desaparecer sin dejar rastro. El hidrógeno en sí no es tóxico y es radiactivo, no causa daño al cuerpo humano y no produce un efecto invernadero. Los científicos han realizado una gran cantidad de pruebas de seguridad energética del hidrógeno, demostrando que el hidrógeno es un combustible seguro. Por ejemplo, en la prueba de incendio de un automóvil, se encendieron tanques de combustible llenos de hidrógeno y gasolina natural, respectivamente. De esta manera, después de que un automóvil que utiliza hidrógeno como combustible se incendia, el hidrógeno arde violentamente, pero las llamas siempre se precipitan hacia arriba, causando daños al automóvil muy lentamente, y las personas en el automóvil tienen mucho tiempo para escapar. Sin embargo, cuando un automóvil que utiliza combustible natural se incendia, debido a que el gas natural es más pesado que el aire, las llamas se extenderán alrededor del automóvil y lo rodearán rápidamente, dañando la seguridad de las personas dentro del automóvil.