Водень як паливо
Де можна взяти водень було відомо давно, ще пару століть назад. Спосіб отримання водню був досить докладно описаний у виданні:
О. Д. Хвольсон, Курс фізики, Берлін, 1923, тт. 3 і.
Виявляється, не порушуючи жодних законів фізики можна побудувати машину, яка буде виробляти тепло за рахунок позитивної різниці енергії спалювання водню, і енергії витрачається на отримання його в процесі електролізу води.
Конкретно, 2 гр водню при згорянні виділяють 67.54 великих калорій тепла, а при електролізі розчину сірчаної кислоти, при напрузі 0.1 вольта, на отримання такої ж кількості водню буде витрачено менше 5 великих калорій тепла. Суть полягає в тому, що при електролізі не витрачається енергія роз'єднання молекули води на кисень і водень. Ця робота здійснюється без нашої участі міжмолекулярними силами при дисоціації води іонами сірчаної кислоти. Ми витрачаємо енергію тільки на те, щоб нейтралізувати заряди вже наявних іонів водню і залишку SO- Кількість виділився водню залежить не від енергії, а тільки від кількості електрики, рівного добутку сили струму на час його проходження.
При спалюванні водню виділяється саме та енергія, яку треба було б зробити для того, щоб відірвати молекулу водню від кисню в повітрі. А це і є 67.54 великих калорій. Отриманий надлишок енергії може бути використаний по різному.
Можна отримувати водень прямо на заправних станціях і заправляти їм автомобілі.
В умовах будинку, взявши з мережі один кіловат годину енергії, зможемо отримати 10 квт годин теплової енергії для побутових потреб. Це своєрідний підсилювач енергії. Відпаде потреба в проведенні газових труб, теплотрасах і котелень. Енергія буде приготовлена прямо в квартирі з води, а відходами буде знову тільки вода.
У великих промислових установках, навіть при 33% ККД, як і в атомних станціях сьогодні, спалюючи водень отримаємо електричної енергії в кілька разів більше, ніж було витрачено її на отримання цього водню.
Привабливо використання водню, як палива для автомобілів, з огляду на його декількох особливих переваг:- при згорянні водню в двигуні утворюється майже виключно вода, що робить двигун на водневому паливі найбільш екологічно чистим;
- високі енергетичні властивості водню (1 кг водню еквівалентна майже 4,5 кг бензину;
- необмежена сировинна база при отримання водню з води.
- можна використовувати тільки сам водень;
- можна використовувати водень разом з традиційними паливами;
- можна застосовувати водень в паливних елементах.
Звичайно, виникають певні технічні труднощі, які необхідно вирішити. Років 30 тому, академік А. П. Александров, вів семінар з водневої енергетики. На ньому обговорювалися вже технічні проекти. Передбачалося, що атомна енергія буде використовуватися для отримання водню, а він уже буде використовуватися як паливо. Але очевидно скоро зрозуміли, що атомна енергетика тут взагалі не потрібна. Тоді і похерили все водневі проекти, тому що треба було не водневе паливо, а плутоній.
До сих пір прихильники розвитку атомної енергетики ставлять коронний питання: А де альтернатива атому? Слід очікувати запеклого протидії не тільки прихильників ядерної енергетики, але все паливно-енергетичного комплексу. Вони не пошкодують сил і засобів, щоб закопати проблему водневого палива разом з її ентузіастами.
Більше 90% водню отримують в нафтопереробних і нафтохімічних процесах. Також водень виробляється при перетворенні природного газу в синтез-газ. Процес отримання водню електролізом води - надзвичайно дорогий, за витратами енергії він практично дорівнює кількості енергії, одержуваної при згорянні водню в двигуні.
На сьогоднішній день, практично весь виробляється водень використовується в різних нафтопереробних і нафтохімічних процесах.
З повітрям водень стійко запалюється в широкому діапазоні концентрацій, що забезпечує стійку роботу двигуна на всіх швидкісних режимах.
У відпрацьованих газах практично відсутні оксиди вуглецю (СО і СО2) і незгорілі вуглеводні (СН), але викид оксидів азоту вдвічі перевищує викид оксидів азоту бензинового двигуна.
Через високу реакційну здатність водню є можливість проскакування полум'я у впускний трубопровід і передчасного займання суміші. З усіх варіантів усунення цього явища найоптимальнішим є впорскування водню безпосередньо в камеру згоряння.
Проблемою використання водню в якості моторного палива є його зберігання на автомобілі.
Система зберігання стисненого водню дозволяє зменшити обсяг бака, але не його масу через збільшення товщини стінки. Зберігання рідкого водню - складне завдання, з огляду на його низьку температуру кипіння. Рідкий водень зберігають в ємностях з подвійними стінками.
При зберіганні водню у вигляді гідридів металів, водень знаходиться в хімічно зв'язаному стані. Якщо в якості гідриду металу використовувати гідрид магнію, співвідношення між воднем і металом-носієм становить близько 168 кг магнію і 13 кг водню.
Висока температура самозаймання водородо-повітряних сумішей ускладнює використання водню в дизелях. Сталий займання може бути забезпечено примусовим підпалом від свічки.
Труднощі при використанні водню і висока його ціна привели до того, що розробляється комбіноване паливо бензин-водень. Використання бензино-водневих сумішей дозволяє на 50% знизити витрату бензину при швидкості 90 - 120 км / ч і на 28% при їзді в місті.
- sintezgaz.org.ua -
Я за комбіноване паливо бензин-водень
- Юрій · Лют 11, 22:33 · #
А я за те, що б використовувати мобільний реактор водню, як описується вище. І не треба боків і безпечно. Як безпеки як уже извесно, можна використовувати гідрозатвор.
- Володимир · Березня 9, 00:00 · #
Ніхто і ніколи не зможе еапустіть водень як топлво поки є нафта ... .як можна отримати або подивитися креслення про Устанока дпя пічного опалення ..........
На початку статті йдеться про сірчаної кислоти, потім ненароком згадується вода. Так з якою рідиною матимемо справу і відповідні екологічні неоднозначності?
Я не хімік, прошу ногами не штовхати, якщо щось упустив.
- Володимир · грудня 16, 13:47 · #
Якщо використовувати сірчану кислоту якоїсь середньої концентрації, то після отримання електролізом з неї водню треба концентрацію кислоти якось утримувати. Можна просто доливати води і по ареометру стежити, але вода з водопроводу далека від дістілліровкі і випаровування оксиду сірки-6 в негерметичной системі теж напевно буде відбуватися, все ж газ. Спалювати ж водень у вихідному паралельно кисні, щоб забезпечити герметичність, треба малими порціями, але і це взривонебезопасно. Ідея хороша, треба спробувати - електроліт акумуляторний доступний, як і електромережу.
- Борис · Квітня 17, 9:02 · #
в вов на деріжаблях в Лененграда використовували водень а пізніше з них же питали движки машин з лебідками
- серж · Квітня 25, 17:19 · #
- Володимир · Лют 26, 00:03 · #