När Hindenburg-luftskeppet närmade sig sin kaj i Lakehurst, N.J., den 6 maj 1937, fylldes luftskeppet som höll passagerardäcken upp med väte. Detta element, det enklaste - och vanligaste - i universum, har en proton med en enda elektron som kretsar runt den. Väte väger också minst av alla grundämnen atomärt. Den kan fylla en hel del och skapa enorma mängder energi när syre och en antändningskälla införs. När Hindenburg exploderade bevittnade världen kraften hos vätgas.
När Hindenburg hamnade den majkvällen exponerades luftsketens yttre hud för en statisk gnista. På några sekunder slets lågor över luftskeppet och reducerade det till en boll av lågor och vriden metall. Trettiosex personer miste livet i katastrofen [källa:National Archives]. Och lika snabbt som Hindenburg brann, så gjorde också allmänhetens åsikt om väte. Under många decennier efter katastrofen sågs väte med skepsis och till och med oro. En "väte-rädslafaktor" utvecklades angående elementet [källa:Edwards].
I dag, när oron växer för ett eventuellt minskande globalt utbud av olja – och ökande utsläpp av föroreningar från den oljan – omprövar energiforskare väte som en bränslekälla. Det har verkligen ett enormt löfte:Vätgas släpper ut lite eller inga växthusgaser (GHG). Dess huvudsakliga biprodukter är vattenånga och värme. Väte har den högsta energiproduktionen i vikt av något bränsle [källa:CECA]. Och det är gott om; väte kan produceras av ett antal källor, från naturgas till själva vattnet.
Men frågan kvarstår fortfarande:Är vätgas en säker energikälla för våra bilar? Hur kan väte ens användas som bränsle? Det finns en snabb primer på nästa sida.
Väte är egentligen inte en energikälla – det är en energibärare [källa:CECA]. Väte bär den energi som skapas när det produceras. Det liknar el:Vi kan inte bränna elektricitet (som är en energibärare), men elektricitet kan produceras genom att bränna energikällor som naturgas eller petroleum. Sedan transporterar elektriciteten denna energi till andra platser, som till uttagen i ditt hem.
Det betyder att energibäraren måste få energi att bära, grovt sett. Så vi måste skapa energi för att göra väte. Detta är mycket enklare än den konventionella metoden för att få fram vår primära bränslekälla, olja. Att få olja kräver att man borrar i reserver, pumpar upp den ur marken, raffinerar den och skickar den till bensinstationen. Genom att använda väte som bränslekälla kan vi i huvudsak producera vårt eget bränsle och eliminera alla dessa steg -- och kanske de geopolitiska stridigheter som oljan orsakar.
Väte skapas genom en process som kallas reformering . Visst kan vi generera väte som ett sätt för energiöverföring genom att bränna naturgas eller någon annan kolbaserad bränslekälla. Faktum är att metanreformering (separering av väte från kolväten genom förbränning av naturgas) är för närvarande den mest lönsamma metoden för att producera vätebränsle. Men genom denna metod är vi tillbaka på ruta ett när det gäller utsläpp av växthusgaser (GHG). Även om processen att överföra energi från väte kommer att vara ren, kommer processen att skapa väte fortfarande att bränna fossilt bränsle och släppa ut växthusgaser.
Precis som det finns renare sätt att producera el (som vattenkraft), kan väte också skapas rent genom vind- eller solkraft - även genom mikrober som äter alger och producerar väte som en avfallsprodukt [källa:NREL]. Forskare utvärderar dessa metoder som tillförlitliga sätt att producera väte utan att förbränna fossila bränslen. Och andra funderar på det bästa sättet att använda detta producerade vätgas för att driva din bil.
Bilingenjörer har tagit fram väte bränsleceller . Dessa bränsleceller skapar elektricitet för att driva din bil genom elektrokemisk konvertering . Det rena kemiska grundämnet väte delas upp i sin proton och elektron, en process som genererar elektricitet. När det blandas med syre är biprodukten av processen vatten. Eftersom en bränslecell inte kan producera tillräckligt med el på egen hand för att driva en bil, måste celler sättas ihop för att skapa bränslecellstackar [källa:Fuel Economy.gov]. Men när du har lagt ihop några högar kan din bil zooma in.
En stor fråga kvarstår dock:att lagra vätgas ombord på ditt fordon. Vissa metoder används redan. Väte kan lagras i form av en högt trycksatt gas eller en extremt kall vätska, som kryogent väte. Detta fungerar för att lagra väte vid bränslepumparna, men det är inte praktiskt för att bära runt bränsle i din bil. Kryogen vätskevätska skulle kräva ett extra system ombord för att hålla bränslet kallt. Detta skulle öka vikten, vilket påverkar fordonets energieffektivitet.
Forskare undersöker fortfarande de optimala sätten att lagra och utnyttja väte som bränslekälla. En del av den forskningen inkluderar att skingra allmänhetens rädsla för vätebränsle. Vetenskapen kanske kan knäcka pusslet med vätgasbränsle, men om förare fortfarande föreställer sig blixtbrända levande i en glödhet flamma efter en fenderbockare, vem skulle då köpa en vätgasdriven bil? Kanske kommer nästa sida att lindra dina bekymmer.
I många fall är väte säkrare än det bränsle vi för närvarande använder för att driva våra bilar. Kolbaserade bränslen tenderar att spridas som vätskor (som du väl vet om du någonsin har spillt bensin på dig själv vid pumpen). När det brinner producerar konventionellt bränsle het aska, vilket skapar strålningsvärme. Detta är inte fallet med väte. I sin rena form förbränner väte inget kol och producerar ingen het aska och mycket lite strålningsvärme [källa:RMI]. Vad mer, när väte läcker, stiger det snabbt upp i atmosfären, så det har mindre tid att brinna [källa:Princeton].
Så hur är det med Hindenburg? Både förespråkare och motståndare till vätebränsle har hållit fast vid det olyckliga luftskeppet i sin debatt. Medan motståndare pekar på det som en varnande berättelse, ser förespråkarna det som befrielse för väte.
Även om vätet ombord på Hindenburg verkligen brann med otrolig kraft, var det inte vätet som skapade katastrofen - det var aluminiumpulver. För att reflektera solljus täcktes Hindenburgs hud med detta pulver, en form som motsvarar raketbränsle [källa:RMI]. Och bomullstyget som utgjorde blimpens hud var vattentätt med mycket brandfarligt acetat [källa:ABC]. Vätgasförespråkare påpekar också att lågorna i Hindenburg-katastrofen brann uppåt snarare än ut eftersom elementet är så lätt. Detta lämnade passagerarna i vagnen under relativt opåverkade av lågorna. Trettiofem av de 36 dödsfallen i Hindenburg var resultatet av passagerare som hoppade från luftskeppet; alla de som var kvar ombord överlevde [källa:RMI].
Utmaningen för lagring av vätebränsle är att komma på sätt att skapa lagringstankar som inte kommer att visa sig vara en varning mot väte för framtida generationer. Med andra ord, vad skulle göra den bästa lagringstanken för att förhindra att vätgas exploderar i en bilolycka?
Ståltankar är en möjlighet. De är starka nog att fungera som pålitliga bärare för vätgas i bilar. Om en olycka inträffar kommer en ståltank sannolikt att kunna motstå en stöt utan att drabbas av punktering eller bristning. Ett problem med stål är dock att väte är så lätt och därför mindre tät än bensin. Varje tank som innehåller trycksatt vätebränsle måste vara mycket större än den konventionella bensintanken på din bil. En ståltank skulle vara ganska tung och minska energieffektiviteten.
Kompositmaterial verkar ge ännu mer lovande än stål. Tankar gjorda av polyeten är lätta, kan formas för att passa en bil och är designade för att pudra - absorbera energin från en stöt, reducera tanken till damm och skenbart släppa ut vätet säkert till atmosfären [källa:Princeton].
Väte kan i slutändan lagras i material som kan hålla elementet och släppa ut det vid behov. Vissa typer av metall, som metallhydrid , kan fånga vätemolekyler inom sin sammansättningsstruktur. Här lagras vätet säkert och frigörs när metallen värms upp. Det som gör denna teknik ännu mer tilltalande är att värmen som krävs för att frigöra vätemolekyler från deras metalltankar kan komma från spillvärmen som produceras av en vätebränslecell [källa:DOE].
Det verkar inte som att "vätgasrädslan" gör mycket för att avskräcka fortsatt forskning om dess lönsamhet som bränslekälla. Och om världen verkligen håller på att ta slut på olja, kanske vi måste lägga dessa farhågor åt sidan en gång för alla.
För mer information om vätgasbränsle och andra relaterade ämnen, besök nästa sida.
