Πνευματική Ακαδημία του Ροδόκηπου των Φιλοσόφων > Φυσικές Επιστήμες
ΑΝΑΚΑΛΥΨΤΕ ΤΟ ΥΔΡΟΓΟΝΟ
Rose:
Η ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ
http://www.ccs-net.gr/PDM/marnellos1.pdf
Rose:
http://old.tropical.gr/site/index.php?option=com_content&task=view&id=97&Itemid=122
Αποθήκευση Υδρογόνου
Ένα σημαντικό κομμάτι σε αυτό που ονομάζουμε τεχνολογίες υδρογόνου αφορά το μέσο ή αλλιώς τον τρόπο αποθήκευσης του υδρογόνου είτε υπό χαμηλή πίεση είτε υπό υψηλή πίεση. Στις μέρες μας υπάρχουν δύο διαδεδομένοι τρόποι αποθήκευσης υδρογόνου. Αυτοί είναι:
Δεξαμενές Αποθήκευσης Υδρογόνου υπό πίεση >200bar
Οι φιάλες αυτές ανάλογα με την κατασκευή τους μπορούν να φτάσουν έως και το 700bar πίεση. Πιο διαδεδομένη πίεση είναι αυτή των 200bar που οποιοσδήποτε μπορεί πολύ εύκολα να προμηθευτεί από το εμπόριο μέσω εταιρειών που εμπορεύονται χημικά αέρια. Βέβαια μην ξεχνάμε ότι μπορούμε και οι ίδιοι να παράγουμε υδρογόνο μόνο που σε αυτή την περίπτωση θα χρειαστεί είτε μονάδα ηλεκτρόλυσης η οποία αποδίδει το υδρογόνο σε υψηλές πιέσεις είτε επιβάλλεται η χρησιμοποίηση συμπιεστών για να μπορέσουμε να φτάσουμε πιέσεις κοντά στα 200bar.
Όσο για τις φιάλες των 500bar ή ακόμα και των 700bar αυτές είναι κατασκευασμένες από ειδικά κράματα μετάλλων και το εξωτερικό τους είναι καλυμμένο με ένα περίβλημα από ανθρακονήματα που έχουν την μορφή πλεκτού. Αυτές οι δεξαμενές είναι πολύ ελαφριές, μικρές σε όγκο, απολύτως ασφαλής αλλά βασικό μειονέκτημα τους είναι η υψηλή τιμή κτίσης τους μιας και δεν είναι σε μαζική παραγωγή.
Δεξαμενές Αποθήκευσης Υδρογόνου Μεταλλικών Υδριδίων
Τα υδρίδια μετάλλων είναι συγκεκριμένοι συνδυασμοί μεταλλικών κραμάτων τα οποία δρουν σαν σε ένα σφουγγάρι που απορροφά νερό. Τα υδρίδια μετάλλων έχουν την μοναδική ικανότητα να απορροφούν υδρογόνο και να το απελευθερώνουν αργότερα, είτε σε θερμοκρασία δωματίου είτε μέσω θέρμανσης του δοχείου. Η συνολική ποσότητα του υδρογόνου που απορροφάται είναι γενικά 1% - 2% του συνολικού βάρους του δοχείου. Μερικά μεταλλικά υδρίδια (τελευταίας γενιάς) είναι σε θέση να αποθηκεύουν 7% - 10% του δικού τους βάρους αλλά μόνο όταν θερμαίνονται σε υψηλές θερμοκρασίες. Το ποσοστό του αερίου που απορροφάται στον βαθμό του μετάλλου είναι ακόμη σχετικά χαμηλό αλλά τα υδρίδια προσφέρουν μια αξιόπιστη λύση για την αποθήκευση υδρογόνου.
Τα υδρίδια μετάλλων προσφέρουν τα πλεονεκτήματα της ασφαλούς μεταφοράς υδρογόνου κάτω από συνεχή πίεση. Η διάρκεια ζωής του δοχείου αποθήκευσης μεταλλικών υδριδίων είναι άμεσα συνδεδεμένο με την καθαρότητα του υδρογόνου όταν αποθηκεύεται. Τα κράματα δρουν σαν σφουγγάρι, τα οποία απορροφούν υδρογόνο, αλλά επίσης απορροφούν κάθε ρύπους που εισάγεται στο δοχείο μέσω του υδρογόνου. Το αποτέλεσμα είναι το υδρογόνο απελευθερώνεται από το δοχείο είναι εξαιρετικά καθαρό, αλλά η διάρκεια ζωής του δοχείου και η ικανότητα να αποθηκεύει υδρογόνο μειώνεται καθώς οι ρύποι μένουν και γεμίζουν τα κενά στο μέταλλο τα οποία κατείχε το υδρογόνο.
Διάφοροι Τύποι Μεταλλικών Υδριδίων (Metal Hydride Alloy Composition):
M Ni4.5 Al.5
Ti (Fe.9 Mn.1)
Ca Ni5
La Ni5
M Ni4.15 Fe.85
M Ni5
Ti (Fe.8 Mn.2)
(Ca.7 M.3) Ni5
La Ni4.7 Al.3
Mg2 Ni
Ti Fe
Zr (Ni.95 M.05)
(Ca.2 M.8 ) Ni5
La Ni4.25 Al.75
Mg2 Cu
Νέες Δομές Αποθήκευσης Υδρογόνου σε Νανοπαπύρους – Νανοσωλήνες
Η εταιρία μας σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο Κρήτης (Τμήμα χημείας) μέσω σχετικού επιδοτούμενου προγράμματος του 3ου κοινοτικού πλαισίου στήριξης θα αναπτύξει ρεζερβουάρ υδρογόνου με νανοσωλήνες και νανοπαπύρους άνθρακα καθώς και μπαταρίες υδρογόνου που θα χρησιμοποιηθούν στο μέλλον για ηλεκτρικά αυτοκίνητα, κινητά τηλέφωνα, κομπιούτερ, κάμερες και γενικά κάθε συσκευή η κατασκευή που χρησιμοποιεί μπαταρίες.
Τα τελευταία χρόνια μια νέα κατηγορία πορωδών υλικών, οι νανοσωλήνες του άνθρακα, προτάθηκαν για να χρησιμοποιηθούν ως νάνο-δεξαμενές για την αποθήκευση υδρογόνου. Πολύ σύντομα όμως έγινε αντιληπτό ότι η απορρόφηση δεν ήταν τόσο μεγάλη ώστε να δικαιολογήσει την χρήση τους γι αυτό το σκοπό. Έτσι η προσπάθεια μετατέθηκε στο να βρεθεί τρόπος να αυξηθεί η απορροφητική τους ικανότητα.
Στόχος μας σε αυτή εδώ την πρόταση είναι καταρχήν η εις βάθος κατανόηση των δομικών και ηλεκτρονικών ιδιοτήτων των νανοσωλήνων του άνθρακα καθώς και η θεωρητική μελέτη της διαδικασίας προσρόφησης αερίων και κυρίως υδρογόνου. Βεβαίως επόμενο βήμα είναι η παρασκευή νανοσωλήνων και νανοπαπύρων άνθρακα που θεωρητικά θα παρουσιάζουν μεγαλύτερη απορροφητικότητα υδρογόνου, καθώς και η πειραματική μέτρηση της προσρόφησης αυτής. Τέλος αν επαληθευτούν οι θεωρητικές προβλέψεις τα νέα υλικά αυτά θα δοκιμαστούν κάτω από πραγματικές συνθήκες ως μπαταρίες υδρογόνου σε αυτοκίνητα.
Rose:
http://blog.radionext.gr/?p=896
Το παγκοσμίως πρώτο εμπορικό αυτοκίνητο υδρογόνου!!
Το πρώτο παγκοσμίως εμπορικό αυτοκίνητο υδρογόνου, που εκπέμπει μόνο νερό, κυλά στην γραμμής παραγωγής. Είναι super οικολογικό με μηδενικές εκπομπές ρύπων, αυτό το οικογενειακό αυτοκίνητο που κινείται με υδρογόνο. Αντλίες μόνο με καθαρό νερό να τρέχει από την εξάτμιση. Σήμερα είναι στην γραμμή παραγωγής για πρώτη φορά και όχι μονο σε εκθεσιακούς χώρους. Η Honda της υψηλής τεχνολογίας παρουσιάζει το πρώτο στον κόσμο αυτοκίνητο παραγωγής που λειτουργεί με υδρογόνο στις κυψελών καυσίμου, έτσι δημιουργεί κίνηση στο σταθμό ηλεκτρικής ενέργειας (γεννήτρια) που δίνει κίνηση με την σειρά της στον ηλεκτρικό κινητήρα του αυτοκινήτου. Έχει αυτονομία για σχεδόν 280 μίλια και κορυφαία ταχύτητα των 100 μιλίων ανά ώρα, χωρίς να εκπέμπει επιβλαβής τύπους ρύπανσης.
Ο πρόεδρος της Honda του Takeo Fukui εμφανίζει την επόμενη γενιά οχημάτων με κυψέλες καυσίμου FCX. Απλά πράγματα σε μια εποχή που το πετρέλαιο και οι τιμές των καυσίμων βρίσκονται στα ύψη σε επίπεδα ρεκόρ. Το νέο FCX είναι το αποτέλεσμα 20χρόνης έρευνας. Στο επίκεντρο της εταιρείας είναι μια στοίβα κυψελών καυσίμου. Αυτή του μίνι σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, που χρησιμοποιεί μια ηλεκτροχημική αντίδραση μεταξύ του υδρογόνου και οξυγόνου για την μετατροπή της χημικής ενέργειας σε ηλεκτρική. Αυτη με τη σειρά της κινεί τον ηλεκτρικό κινητήρα που τελικά δίνει κίνηση στους τροχούς του αυτοκινήτου. Έχει ξεκινήσει τις πρώτες πωλήσεις στην Καλιφόρνια. Κυβερνήτης είναι ο σταρ του Χόλιγουντ Arnold Schwarzenegger που έχει δημιουργήσει μιας αλυσίδα από πρατήρια υδρογόνου, ως μέρος των περιβαλλοντικών κινήσεων για καθαρότερα αυτοκίνητα.
Honda ισχυρίζεται το υδρογόνο FCX με σαφήνεια προσφέρει τρεις φορές καλύτερη απόδοση, βάση καυσίμου, από ένα παραδοσιακό αυτοκίνητο με βενζινοκίνητα. Το άκρως εκρηκτικό καύσιμο, (ελαφρύτερα του αέρα ή του φυσικού αερίου) και η Honda υποστηρίζει ότι είναι ασφαλέστερο από τη βενζίνη. Η Honda έχει στα αρχικά της σχέδια την παραγωγή μόνο 70 περίπου οικολογικά αυτοκίνητα ετησίως. Τα τετραθέσια αυτοκίνητα είναι αρχικά διαθέσιμα μόνο για μίσθωση και στοιχίζουν περίπου £ 300 το μήνα, συμπεριλαμβανομένων της ασφάλειας. Αυτό θα καθιστούσε την τιμή αγοράς του αυτοκινήτου περίπου £ 24000.
Όμως παραδέχεται η Honda, δισεκατομμύρια στερλίνες δαπανήθηκαν σε αυτη την έρευνα. Πάνω από δύο δεκαετίες.. Το αυτοκίνητο θα είναι αρχικά διαθέσιμο για μίσθωση μονο στην Καλιφόρνια, αρχής γενομένης τον Ιούλιο, και στη συνέχεια στην Ιαπωνία ένα χρόνο αργότερα. «Ο χρόνος είναι συναρπαστικός.. Η άφιξη του πρώτου αυτοκίνητο που κινείται με υδρογόνο, στις κυψέλες καυσίμου, κάνει την εμφάνιση του σε μια ιδιαίτερα σημαντική χρονική στιγμή, των ταχέως αυξανόμενων τιμών του πετρελαίου. “Η Honda είναι υπερήφανη που προσφέρει εναλλακτική ενεργειακή λύση, που θα μπορούσε να μειώσει την εξάρτησή μας από τα ορυκτά καύσιμα και την επίδραση της χρήση των οχημάτων στην αλλαγή του κλίματος”.. Αυτή είναι μια σημαντική ημέρα στην ιστορία των οχημάτων αυτής της τεχνολογίας..Ένα μνημειώδες βήμα πιο κοντά στην ημέρα, που τα αυτοκίνητα με κυψέλες υδρογόνου θα αποτελέσει μέρος της καθημερινής πραγματικότητας. Είναι μέρος από τους παγκόσμιους κατασκευαστές αυτοκινήτων πρέπει να δημιουργήσουν αυτοκίνητα που να είναι πιο φιλικά στο περιβάλλον. Να συμμορφωθούν με την αυστηρότερη νομοθεσία και να επίσης να μειώσουν το κόστος των καυσίμων για τους πελάτες τους. Η BMW έχει κατασκευάσει ένα αυτοκίνητο υδρογόνο που “καίει” το υδρογόνο και μπορεί να προσαρμόζονται με κινητήρα εσωτερικής καύσης. Η Toyota δήλωσε ότι αγωνίζεται να διατηρεί την επαφή της με την αλματώδη αύξηση της ζήτησης των υβριδικών οχημάτων. Είναι σε θέση να παράγει και μπαταρίες για τα αυτοκίνητά της, όπως τα Prius και upmarket Lexus. Η Volkswagen που στην Ευρώπη ειναι η μεγαλύτερη κατασκευάστρια αυτοκινήτων είπε ότι θέλει να παράξει μια έκδοση υβριδική του Golf.
« Ο Κυριάκος Παπαδόπουλος και ο Ηλίας Φιλίππου στο “Χαίρω πολύ Ξυνόπουλος”
Αυτοκίνητο από ύφασμα!! »
Rose:
--- Παράθεση από: Rose στις Ιουλίου 17, 2013, 10:39:47 --- Στο επίκεντρο της εταιρείας είναι μια στοίβα κυψελών καυσίμου. Αυτή του μίνι σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, που χρησιμοποιεί μια ηλεκτροχημική αντίδραση μεταξύ του υδρογόνου και οξυγόνου για την μετατροπή της χημικής ενέργειας σε ηλεκτρική. Αυτη με τη σειρά της κινεί τον ηλεκτρικό κινητήρα που τελικά δίνει κίνηση στους τροχούς του αυτοκινήτου.
--- Τέλος παράθεσης ---
Μέσω της τεχνολογίας των Κυψελών, χρησιμοποιούμε το Υδρογόνο, για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, και επομένως έχουμε ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο. Αυτή η μέθοδος έχει αποδειχθεί πιο συμφέρουσα, από το να χρησιμοποιούμε το Υδρογόνο απευθείας ως καύσιμο.
Χρειάζεται πραγματικά, να κάνουμε μία πολύ καλή συγκριτική μελέτη με όλες τις εναλλακτικές προτάσεις που κυκλοφορούν μέχρι προσφάτως, έτσι ώστε να βρούμε την καλύτερη μέθοδο που θα μας παράγει την επιθυμητή ενέργεια, με το μικρότερο κόστος.
Η καλύτερη λύση είναι η απόλυτη Ενεργειακή Αυτονομία, μέσω μιας Οικοσυσκευής, Δωρεάν παραγωγής υδρογόνου, και κατόπιν ηλεκτρικού ρεύματος, όμως χρειάζεται να γίνει η ανάλογη έρευνα, για την εγκατάσταση της κατάλληλης δεξαμενής αποθήκευσης του Υδρογόνου.
Για παράδειγμα, μία Οικοσυσκευή Ενεργειακής Αυτονομίας, χρησιμοποιώντας την τεχνολογία των κυψελών, που αυξάνει την απόδοση στην ενέργεια, περιλαμβάνει:
1. Φωτοβολταϊκά ή Ανεμογενήτριες
2. Ηλεκτρολύτη
3. Συμπιεστής Αερίου
4. Δεξαμενή αποθήκευσης Υδρογόνου, ή Μποτίλιες (πίεση μέχρι 20 ατμόσφαιρες)
5. Καυστήρας (για σύνδεση με Λέβητα και καλοριφέρ)1
6. Κυψέλες για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος
_________________________________________________________
1 Για θέρμανση συμφέρει ακόμα, το υδρογόνο να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμη ύλη.
Rose:
http://old.tropical.gr/site/index.php?option=com_content&task=view&id=98&Itemid=123
Κυψέλες Καυσίμου
Η πρώτη εμφάνιση κυψελών καυσίμων ήταν το 1839 από τον Sir William Grove, ένα Ουαλλέζο δικαστή και επιστήμονα. Αλλά η πρώτη της εφαρμογή ήταν, όταν η κυβέρνηση των Η.Π.Α. αποφάσισε να επιλέξει στο διαστημικό πρόγραμμα της τις κυψέλες καυσίμων τη δεκαετία του ΄60. Τι είναι όμως μια κυψέλη καυσίμου (Fuel Cell) και πως λειτουργεί;
Μία κυψέλη καυσίμου λειτουργεί σαν μια «μπαταρία», μέσω μιας ηλεκτροχημικής αντίδρασης ενός καυσίμου (υδρογόνο) με ένα οξειδωτικό (οξυγόνο). Το πιο σημαντικό όμως είναι ότι δεν έχει τον περιορισμό της εξάντλησης του καυσίμου, όπως στην μπαταρία μιας το καύσιμο και το οξειδωτικό εισάγονται συνεχώς στην άνοδο και στην κάθοδο του στοιχείου, και τα προϊόντα απομακρύνονται.
Μία κυψέλη καυσίμου αποτελείται από μια παροχή καυσίμου (υδρογόνου) και μια παροχή οξειδωτικού (οξυγόνου) και δύο ηλεκτρόδια (την άνοδο και την κάθοδο) που χωρίζονται με έναν ηλεκτρολύτη (μεμβράνη με λευκόχρυσο), δηλ. ένα υλικό που άγει τον ηλεκτρισμό μεταφέροντας φορτισμένα σωματίδια (ιόντα) αντί για ηλεκτρόνια. Η κυψέλη καυσίμου παράγει μόνο ηλεκτρική ενέργεια, νερό και θερμότητα και έχει εξαιρετικά μεγάλη απόδοση σε σύγκριση με οποιαδήποτε άλλη πηγή ενέργειας (πάνω από 85% μεικτή ανάλογα και τον τύπο της κυψέλης καυσίμου).
Το καύσιμο, το υδρογόνο, παράγεται εύκολα από διάφορες πηγές και βέβαια από το νερό μέσω ηλεκτρόλυσης, όπως και αναφέραμε στην προηγούμενη ενότητα. Παρ' όλο όμως που οι βασικές αρχές είναι πολύ απλές, η χημική αντίδραση δεν γίνεται πολύ εύκολα, απαιτούνται καταλύτες και ειδικές κατασκευές. Παράλληλα όμως γίνονται συνεχώς έρευνες και ανάπτυξη για την βελτίωσή τους, την αύξηση της αντοχής τους σε φθορές από την μακρόχρονη χρήση τους και για την ελάττωση του κόστους τους.
Έχουν κατασκευαστεί διάφοροι τύποι κυψελών καυσίμου, που προτιμούνται ανάλογα με την χρήση (εφαρμογή) τους και αναφέρονται αναλυτικά πιο κάτω. Βασικά χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος (γεννήτριες) και για τις μεταφορές. Οι κυψέλες καυσίμου είναι μια μέθοδος μετατροπής ενέργειας που είναι αποθηκευμένη με την μορφή καυσίμου (υδρογόνο, μεθάνιο, φυσικό αέριο κ.ά.) σε ηλεκτρισμό και θερμότητα. Αυτό γίνεται με υψηλή απόδοση (40-85% ανάλογα με τον τύπο της κυψέλης) και με μοναδική εκπομπή το καθαρό νερό (όταν το καύσιμο είναι αποκλειστικά υδρογόνο). Στην περίπτωση που το καύσιμο περιέχει άνθρακα, εκπέμπονται και αέρια βλαβερά για το περιβάλλον (π.χ. διοξείδιο του άνθρακα), αλλά σε πολύ μικρότερη ποσότητα από ότι με έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης αντίστοιχης ισχύος.
Πλοήγηση
[0] Λίστα μηνυμάτων
[#] Επόμενη σελίδα
Μετάβαση στην πλήρη έκδοση