Предисловие ..................................................... 3

Введение ........................................................ 5

Глава 1.
Физико-химические свойства водорода ............................. 9
   1.1. Историческая справка .................................... 9
   1.2. Распространенность водорода в природе ................... 9
   1.3. Изотопы, атом и молекула водорода ...................... 10
   1.4. Физические и химические свойства водорода .............. 11

Глава 2.
Производство водорода .......................................... 15
   2.1. Электролиз воды ........................................ 15
     Основные типы электролизеров .............................. 22
        Водно-щелочные электролизеры ........................... 23
        Электролизеры с твердым полимерным электролитом ........ 28
        Высокотемпературные твердооксидные электролизеры ....... 35
     Потребность и использование электролитического водорода ... 39
     Экономические аспекты получения водорода электролизом ..... 41
   2.2. Производство водорода из органического сырья ........... 49
     Паровая и углекислотная конверсия углеводородов ........... 49
     Парциальное окисление углеводородов ....................... 53
     Автотермический риформинг углеводородов ................... 53
     Термический крекинг (пиролиз) углеводородного сырья ....... 56
     Сравнительный анализ технологий получения водорода из
     органического сырья ....................................... 57
     Технологические схемы процессов получения водорода ........ 60
   2.3. Перспективные технологии производства водорода ......... 97
     Плазмохимические технологии ............................... 97
     Микрокаталитические реакторы ............................. 103
     Мембранные реакторы ...................................... 110
   2.4. Газификация твердых углеводородов ..................... 120
     Физико-химические основы процессов газификации ........... 122
     Технологические установки газификации .................... 128
     Экономика и экология процессов газификации ............... 135
   2.5. Термохимические методы получения водорода ............. 143
     Термохимические циклы .................................... 144
        Цикл Магк-1 ........................................... 145
        Цикл UT-3 ............................................. 145
        Цикл Магк-3 ........................................... 146
        Цикл Магк-7 ........................................... 147
        Серно-йодный цикл (Магк-16, SI процесс) ............... 147
        Термохимические циклы на основе органических соединений 150
        Эффективность термохимических циклов получения водорода 151
     Гибридные термохимические циклы .......................... 153
        Серно-кислотный цикл Магк-11 (цикл Вестингауза) ....... 153
        Бромно-сернокислотный цикл Магк-13 .................... 157
        Медно-хлоридный цикл (ALTC) ........................... 157
        Метан-метанольный цикл ................................ 158
        Гибридный углекислотный цикл .......................... 158
   2.6. Получение водорода из неорганических материалов ....... 162
   2.7. Альтернативные методы получения водорода .............. 166
   2.8. Атомно-водородная энергетика .......................... 175

Глава 3.
Транспортировка водорода ...................................... 179
   3.1. Транспортировка жидкого водорода ...................... 181
   3.2. Транспортировка газообразного водорода ................ 187
     Транспортировка газообразного водорода в контейнерах ..... 188
     Транспортировка газообразного водорода по трубопроводам .. 189
   3.3. Транспортировка водорода с помощью носителей .......... 199
   3.4. Сравнительный анализ способов транспортировки водорода  202
   3.5. Технические проблемы и пути их решения ................ 207
     Воздействие водорода на конструкционные материалы ........ 207
     Методы устранения недостатков способов доставки водорода . 214

Глава 4.
Хранение водорода ............................................. 223
   4.1. Хранение газообразного водорода ....................... 223
     Хранение газообразного водорода под давлением ............ 225
     Хранение водорода в геологических структурах ............. 235
     Хранение водорода на ветроэнергетических установках ...... 235
   4.2. Хранение жидкого водорода ............................. 237
     Ожижение водорода ........................................ 237
     Резервуары для хранения жидкого водорода ................. 243
   4.3. Хранение водорода в носителях ......................... 250
     Хранение водорода в гидридах ............................. 252
     Хранение водорода в гидридах металлов, сплавах,
     интерметаллидах .......................................... 254
     Хранение водорода в "химических" гидридах металлов ........264
     Хранение водорода в аланатах (алюмогидридах) ............. 267
     Хранение водорода в борогидридах ......................... 268
     Хранение водорода в амидах (имидах) ...................... 273
     Жидкие носители для хранение водорода .................... 274
     Энергоаккумулирующие вещества для хранения водорода ...... 275
     Хранение водорода в микросферах .......................... 276
     Адсорбенты для хранения водорода ......................... 277
     Наноматериалы для хранения водорода ...................... 279
     Наноструктурные полимерные материалы для хранения водорода 282
   4.4. Сравнительный анализ методов хранения водорода ........ 282

Глава 5.
Применение водорода для производства энергии .................. 295
   5.1. Топливные элементы. Классификация топливных элементов . 295
     Водно-щелочные топливные элементы ........................ 315
     Топливные элементы с твердым полимерным электролитом ..... 328
        Мембраны для топливных элементов с твердым
        полимерным электролитом ............................... 332
        Катализаторы .......................................... 337
        Коллекторы тока и биполярные пластины ................. 339
        Энергоустановки на основе топливных элементов с твердым
        полимерным электролитом ............................... 341
     Фосфорно-кислые топливные элементы ....................... 359
     Расплавкарбонатные топливные элементы .................... 371
     Твердооксидные топливные элементы ........................ 381
     Портативные топливные элементы ........................... 392
     Перспективы коммерциализации топливных элементов ......... 405
   5.2. Двигатели внутреннего сгорания на водороде ............ 409
     Моторные свойства водорода ............................... 410
     Водородные автомобили .................................... 423
   5.3. Использование водорода для повышения эффективности паровых
        и газовых турбин ...................................... 435

Глава 6.
Применение водорода в промышленных технологических процессах .. 445
   6.1. Структура потребления водорода ........................ 445
   6.2. Водород в химической промышленности ................... 449
     Производство аммиака ..................................... 450
     Производство метанола .................................... 452
     Прозводство бутиловых спиртов и капролактама ............. 453
   6.3. Водород в нефтепереработке ............................ 454
     Гидроочистка нефтяных фракций ............................ 455
     Гидрокрекинг нефтяных фракций ............................ 456
   6.4. Водород в энергетике и на транспорте .................. 458
     Водород в ракетно-космической технике .................... 458
     Охлаждение генераторов ................................... 459
     Изотопы водорода в энергетике ............................ 461
   6.5. Водород в металлургии ................................. 462
   6.6. Водород в пищевой промышленности ...................... 465
   6.7. Водород в электронной, стекольной и фармацевтической
        отраслях промышленности ............................... 466
   6.8. Перспективы применения водорода в промышленности ...... 467

Глава 7.
Безопасность водородной энергетики ............................ 473
   7.1. Опасность обращения с водородом ....................... 474
   7.2. Принципы обеспечения пожаровзрывобезопасности водорода  481
   7.3. Технические средства обеспечения водородной безопасности482
   7.4. Стандарты и другие нормативные документы по безопасности
        в области водородной энергетики ....................... 488
   7.5. Пример технических требований к водородным установкам . 492

Глава 8.
Прогноз развития водородной энергетики ........................ 497