Электроэнергия. 
Общая энергетика: водород в энергетике

Коэффициент полезного действия при разложении углекислого газа на окись углерода и кислород превышает 80%. Практически всю вкладываемую в разряд энергию удается направить на осуществление полезной химической реакции.

С учетом этого можно организовать двухстадийный цикл производства водорода: на первой стадии осуществить плазмохимическое разложение углекислого газа, а на второй — выполнить давно освоенную промышленностью реакцию взаимодействия окиси углерода с водяным паром, в результате которой образуется водород и исходное вещество — углекислый газ. Таким образом, углекислый газ будет выполнять роль физического катализатора для получения водорода из воды и, не расходуясь, разрешит трудности, возникающие при разложении чистого водяного пара. В итоге формируется плазмохимический цикл, в котором тратится только вода, а углекислый газ постоянно возвращается в процесс.

Производительность такой плазмохимической системы в десятки тысяч раз превзойдет эффективность электролизёров, стоимость же водорода окажется примерно такой же, как и при электролизе. Это, конечно, еще довольно дорого, и сегодня практически весь водород, потребляемый промышленностью, производится за счет переработки природного газа.

Несколько лет назад в Институте имени И. В. Курчатова занялись таким обнадеживающим источником водорода, как сероводород, сопутствующий, в частности, обычным, прежде всего глубинным, месторождениям природного газа. Многие наши беды в районах газовых месторождений Поволжья связаны как раз с выбросами сероводорода или продуктов его переработки в атмосферу. Сейчас в промышленности в лучшем случае сероводород окисляют кислородом воздуха по методу Клауса, разработанному еще в прошлом веке, и получают при этом, серу, а водород прочно связывается с кислородом. Недостаток этого, кстати, весьма дорогостоящего процесса очевиден: из сероводорода извлекают только серу, а водород переходит в воду.

Поэтому в институте были начаты эксперименты по диссоциации сероводорода в плазме, чтобы на одной стадии получать два продукта: водород и конденсированную серу.

Для этого сероводородную плазму заставляют вращаться с околозвуковой скоростью. Образующиеся, а плазмотроне кластеры (частицы) серы выносятся при этом из реакционного объема за время, недостаточное для осуществления обратной реакции. Центробежный эффект позволяет добиться значительного отклонения плазмохимической системы от термодинамического равновесия и снизить энергозатраты на получение кубометра водорода до десятых долей кВт • час. Такой водород оказывается дешевле электролизного примерно в 15 раз, и его уже можно широко использовать и в энергетике, и в промышленности.