Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Uważany za paliwo przyszłości wodór dotychczas nie upowszechnił się, gdyż jest niezwykle łatwopalny i musi być przechowywany oraz używany w specjalnych warunkach. Naukowcy z École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) oraz ich koledzy z Leibniz-Institut für Katalyse znaleźli prosty sposób na poradzenie sobie z niedogodnościami uniemożliwiającymi szeroki rynkowy debiut wodoru w roli paliwa.

Okazało się, że po zamianie wodoru w kwas mrówkowy, może on być łatwo i bezpiecznie przechowywany. Korzystając z katalizatora i obecnego w atmosferze dwutlenku węgla można sprowadzić wodór do postaci kwasu, który jest substancją niepalną i płynną w temperaturze pokojowej. Proces można odwrócić uzyskując wodór i CO2. Powstał już prototyp urządzenia o mocy 2 kilowatów, a szwajcarska firma Granit i kanadyjska Tekion otrzymały licencje na rozwój wspomnianej technologii.

Przechowywanie wodoru w postaci kwasu mrówkowego ma liczne zalety. Przede wszystkim jest bezpieczne, gdyż kwas uwalnia tylko tyle wodoru, ile jest w danej chwili potrzebne, nie dochodzi więc do gromadzenia się niebezpiecznego gazu. Ponadto jest to metoda bardzo wydajna. W litrze kwasu można przechować ponad 53 gramy wodoru. Tymczasem litr czystego wodoru poddany ciśnieniu 350 barów waży zaledwie 28 gramów. Jakby jeszcze tego było mało, katalizatorem dla całego procesu tworzenia i pozyskiwania paliwa jest łatwo dostępne i tanie żelazo.

Gabor Laurenczy z EPFL mówi, że obecnie jedyną przeszkodą na drodze do upowszechnienia się pojazdów na wodór pozostaje cena. Warto przypomnieć, że kwas mrówkowy jest żrący, powoduje korozję, poparzenia skóry i błon śluzowych, a jego wdychanie nie jest bezpieczne. Zanim się więc rozpowszechni, konieczne będzie opracowanie nowych zasad bezpieczeństwa, a pojazdy i stacje paliwowe trzeba będzie wyposażyć w materiały odporne na działanie tej substancji. Jest ona jednak już od dawna wykorzystywana jako dodatek do żywności i środek dezynfekujący, co oznacza, że potrafimy bezpiecznie z nią pracować.

 

http://www.youtube.com/watch?v=fYhB6bVlM7w

Share this post


Link to post
Share on other sites

Rachunkuje:

Wartość opałowa H=120kJ/g, wartość opałowa benzyny = 45kJ/g.W jednym litrze kw.mrówkowego jest 53g wodoru, czyli jednemu litrowi benzyny odpowiada energetycznie 7 litrów kw.mrówkowego.

W samochodach to się nie przyjmie.

(no chyba,że ktoś optymistyczniej wyliczy  :) )

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mnie za to bardzo interesuje co się dzieje z tym CO2. Bo jak dobrze kojarzę to on sie ulatnia. W dalej mamy wzmocnienie efektu cieplarnianego.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mnie za to bardzo interesuje co się dzieje z tym CO2. Bo jak dobrze kojarzę to on sie ulatnia. W dalej mamy wzmocnienie efektu cieplarnianego.

1) [cyt] Korzystając z katalizatora i obecnego w atmosferze dwutlenku węgla można sprowadzić wodór do postaci kwasu [/cyt]

2) wpływ CO2 na efekt cieplarniany jest w tej chwili bardziej podważony niż potwierdzony, sam efekt też się przed "prawie jak naukowcami" chowa, np lodowce nie chcą topnieć tylko zwiększają swoją objętość. Inna sprawa że akurat my będziemy go potrzebować (efektu cieplarnianego nie dwutlenku węgla) jak Golfsztrom z takich czy innych przyczyn przestanie podgrzewać Europę (na chwilę obecną jest u nas za wysokie temperatury jak na tą szerokość geograficzną, można wręcz powiedzieć że ocieplenie klimatu mamy od wieków).

 

Co do porównania "wartości opałowej" kwasu i benzyny, to zależy jeszcze co się potem z tym wodorem stanie czy zostanie spalony w silniku spalinowym czy zamieniony w prąd.

Share this post


Link to post
Share on other sites

sprawność silników benzynowych to jak dobrze pamietam ok. 30%... przy założeniu ze wodór wykorzystamy w 100% nadal wychodzi na to, że 1l benzyny odpowiada ok 2l kwasu mrówkowego... ale tu jest jeszcze kwestia ceny...

Share this post


Link to post
Share on other sites

sprawność silników benzynowych to jak dobrze pamietam ok. 30%... przy założeniu ze wodór wykorzystamy w 100% nadal wychodzi na to, że 1l benzyny odpowiada ok 2l kwasu mrówkowego... ale tu jest jeszcze kwestia ceny...

100% to raczej niemożliwe, ale do ceny dojdzie  też polityka. W przypadku benzyny jesteśmy uzależnieni od OPEC (ropa naftowa) , podczas gdy wodór można produkować "na miejscu" (nawet i stacji paliwowej jak proces będzie na tyle prosty),tworząc przy okazji miejsca pracy. swoją drogą Co do wyliczeń z pierwszego komenta, to wzięto w nich pod uwagę różnice gęstości? 1 l = kilogram w zasadzie tylko w przypadku wody.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Chyba 3grosze nie wziął właśnie pod uwagę, że gęstość benzyny wynosi około 700kg/m3. Przy takim założeniu 1 litr benzyny ma wartość opałową 31500 kJ, co odpowiada 262,5 g wodoru, czyli około 5 litrów kw. mrówkowego.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Kwas mrówkowy jest lotny, bierze się za enzymy w organizmie , całkiem niezłe g...o przy wypadku do usunnięcia.

Propanu nic nie pokona (na razie).

 

 

PS. Ten czas przy edycji posta powinien być dłuzszy.

Share this post


Link to post
Share on other sites

kwas mrówkowy wystarczy zestryfikować z metanolem albo etanolem pozyskanym z biomasy i pozbywamy się żrących właściwości!

co do ceny to niestety Państwo dop... tzn dołoży 60% podatku i nici z taniego paliwa!

tanie paliwo będzie wtedy gdy każdy będzie je mógł sobie je wyprodukować w ogródku!!!

Share this post


Link to post
Share on other sites

tanie paliwo będzie wtedy gdy każdy będzie je mógł sobie je wyprodukować w ogródku!!!

państwo i na taki wariant jest już przygotowane  :)

http://gdansk.naszemiasto.pl/archiwum/1735966,rzad-blokuje-produkcje-biopaliw-na-wlasna-reke-przydomowe,id,t.html

jeden cytat z powyższego:

"Przepisy zezwalające na produkcję biodiesla na własne potrzeby są jednak tak restrykcyjne, że żaden rolnik nie zdecyduje się na to ryzykowne przedsięwzięcie."

Share this post


Link to post
Share on other sites

U nas leją do diesli "olej z biedronki" mieszając z dieslem,  niektórzy nawet maja dwu zbiornikowe instalacje z podgrzewaniem by jeździć na 100 oleju roślinnym.

I to jest dla państwa sól w d*pie. Tylko ze na olej roślinny działa prawo popytu i podaży i cena oleju nagle skorelowała się z cena paliwa :).

 

Co do paliwa to państwo zawsze wyciągnie rękę po dole. A OPEC wcale nie kroi za paliwo aż tak bardzo tylko winnego  z niego robią (niedobry arab w turbanie chce zdzierać z biednych europejczyków) to państwa kreują cenę paliwa podatkami.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Co do paliwa to państwo zawsze wyciągnie rękę po dole. A OPEC wcale nie kroi za paliwo aż tak bardzo tylko winnego  z niego robią (niedobry arab w turbanie chce zdzierać z biednych europejczyków) to państwa kreują cenę paliwa podatkami.

Słusznie piszesz, nie bez przyczyny w USA paliwo jest taniutkie w porównaniu z resztą świata. Co prawda zapewnili sobie dostawy ropy podbijając Irak, ale aż tak dużego wpływu na cenę benzyny tam to niema (bo to gigantyczny kraj zużywający masę paliwa). Chociaż z drugiej strony cena na "wolnym rynku" za litr ropy wychodzi ok 1,7 zł, a przecież benzyna to tylko jeden z jej składników, do tego dochodzą koszta produkcji i transportu. Niemniej jednak podatków, opłat i akcyz w cenie paliwa jest sporo.

Share this post


Link to post
Share on other sites

a co wg kolegów okazałoby się tańsze?? produkcja wodoru na stacjach i instalowanie w samochodach drogich i niebezpiecznych instalacji, czy przejście z procesu wytwarzania energii elektrycznej z węgla i zastąpienie go wodorem lub biomasą, i napędzanie aut silnikami elektrycznymi. Napewno procesy produkcji aut elektrycznych i tradycyjnych oraz ich eksploatacja nie są ekologiczne, ale w ogólnym rachunku "prąd" chyba wygrywa...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Na chłopski rozum prąd musi wygrać w stacjonarnej elektrowni można przecież uzyskać znacznie lepsza sprawność spalania(czy to ropy czy to gazu czy to wodoru) i zamianę tego na prąd od małego ruchomego samochodu.

 

Problem jest z magazynowaniem czyli z akumulatorami jak jakaś korporacja opracuje technologię wydajnego przechowywania energii elektrycznej zacznie dzielić i rządzić .

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pod koniec obecnej dekady popularność ciężarówek napędzanych wodorem osiągnie punkt zwrotny, uważają szefowie dwóch największych na świecie producentów samochodów ciężarowych. W ciągu najbliższych lat na rynek ma trafiać coraz więcej pojazdów napędzanych wodorem, a pod koniec dekady ich popularność zacznie wyraźnie rosnąć.
      Martin Daum, szef Daimler Truck powiedział, że co prawda jeszcze w ciągu najbliższych 3–4 lat sprzedaż samochodów ciężarowych będzie niemal całkowicie zdominowana przez pojazdy napędzane silnikami Diesla, to w latach 2027–2030 na rynek coraz śmielej będą wchodziły pojazdy napędzane wodorem, a ich sprzedaż będzie szybko rosła. Z kolei Martin Lundstedt, szef Volvo Group, stwierdził, że ciężarówki z alternatywnym napędem będą szybko zyskiwały na popularności po tym, jak w roku 2025 rozpocznie się produkcja ogniw paliwowych. Oba koncerny zawiązały ostatnio joint venture, którego celem jest rozwój napędu wodorowego.
      Volvo zapowiada, że już w roku 2030 połowa ciężarówek tej marki sprzedawana w Europie wędzie napędzana silnikiem elektrycznym lub wodorowymi ogniwami paliwowymi. Natomiast od roku 2040 obie firmy chcą sprzedawać wyłącznie pojazdy z silnikami innymi niż spalinowe.
      Wspomniane powyżej joint venture o nazwie Cellcentric rozpocznie w 2025 roku produkcję wodorowych ogniw paliwowych. Wodór jest postrzegany jako paliwo najbliższej przyszłości dla wielkich ciężarówek pokonujących duże dystanse w Europie, USA i innych częściach świata. Martin Daum, który przewiduje, że w przyszłości połowa samochodów ciężarowych będzie napędzana silnikami elektrycznymi, a połowa wodorowymi, mówi, że jeśli musisz wjechać 40-tonową ciężarówką na wzgórze, to potrzebujesz olbrzymich ilości energii, a zapewnić ją może albo silnik diesla, albo wodór. Ogniwa paliwowe i wodór będą odgrywały olbrzymią rolę, dodaje Lundstedt.
      Obaj menedżerowie podkreślają, że bardzo ważną rolę muszą odegrać rządy poszczególnych państw. Powinny one doprowadzić do powstania odpowiedniej infrastruktury umożliwiającej tankowanie wodorem. Ich zdaniem do roku 2025 w Europie powinno istnieć około 300 punktów tankowania, a do roku 2030 – 1000.
      Obaj menedżerowie zauważają, że przez co najmniej kolejnych 15 lat ciężarówki napędzane akumulatorami i ogniwami wodorowymi będą droższe, niż samochody napędzane silnikami diesla. Daum zauważa, że przeciętny właściciel samochodu ciężarowego wydaje w ciągu jego użytkowania 3–4 razy więcej pieniędzy na paliwo, niż na zakup pojazdu. Zachętą do zakupu ciężarówek z alternatywnym typem napędu powinny być, jego zdaniem, nie dopłaty do samych samochodów, ale odpowiednie opłaty za emisję CO2 nakładane na paliwa kopalne.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Międzynarodowy zespół naukowców odkrył, że atomy wodoru w wodorkach metalu są dużo gęściej upakowane niż uważano do tej pory. Właściwość ta może prowadzić do pojawienia się nadprzewodnictwa w temperaturach i ciśnieniach zbliżonych do panujących w warunkach pokojowych. Tego rodzaju materiał nadprzewodzący, służący do przesyłania energii elektrycznej bez strat wywołanych rezystancją, mógłby zrewolucjonizować efektywność energetyczną w szerokim zakresie zastosowań.
      W należącym do Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych Narodowym Laboratorium Oak Ridge (ORNL) naukowcy przeprowadzili eksperymenty rozpraszania neutronów na wodorku cyrkonowo-wanadowym pod ciśnieniem atmosferycznym w zakresie temperatur sięgających od –268 stopni Celsjusza (5 K) do –23 stopni Celsjusza (250 K) – czyli znacznie powyżej temperatury, w której spodziewane jest wystąpienie nadprzewodnictwa przy takim ciśnieniu. Wyniki pomiarów w żaden sposób nie zgadzały się z istniejącymi modelami. Prof. Zbigniew Łodziana z Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk w Krakowie, jeden z członków międzynarodowego zespołu badaczy, zaproponował nowy model tego wodorku. Model ten, poddany obliczeniom na jednym z najpotężniejszych superkomputerów na świecie, pozwolił w prosty sposób wyjaśnić obserwacje eksperymentalne. Okazało się, że odległości pomiędzy atomami wodoru w badanym materiale wynoszą 1,6 angstrema, podczas gdy dotychczas ugruntowane przewidywania dla tych związków wyznaczały tę odległość na poziomie co najmniej 2,1 angstrema.
      Odkrycia międzynarodowego zespołu badaczy ze szwajcarskiego Laboratorium Badania Materiałów i Technologii EMPA, Uniwersytetu w Zurychu, Uniwersytetu Illinois w Chicago ORNL oraz Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk w Krakowie opublikowane zostały w prestiżowym czasopiśmie Proceedings of National Academy of Sciences.
      Uzyskana struktura atomowa posiada niezwykle obiecujące właściwości, ponieważ wodór znajdujący się w metalach wpływa na ich właściwości elektronowe. Inne materiały o podobnym upakowaniu atomów wodoru przechodzą w stan nadprzewodnictwa, ale tylko przy bardzo wysokich ciśnieniach.
      Na przykład niedawno odkryty dekawodorek lantanu osiąga stan nadprzewodnictwa w temperaturze około –13 stopni Celsjusza, tyle że pod ciśnieniem 150 tysięcy MPa, czyli prawie półtora miliona razy wyższym niż ciśnienie atmosferyczne! Tak wysokie ciśnienie potrzebne jest, by zbliżyć do siebie atomy wodoru na odległość mniejszą niż 2 angstremy. Nam udało się pokazać, że wodór można upakować w taki sposób również pod ciśnieniem atmosferycznym. Co ciekawe – od ponad 40 lat panowało przekonanie, iż nie jest to możliwe, stąd badano materiały pod wysokimi ciśnieniami. Znalezienie substancji, która jest nadprzewodnikiem w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem atmosferycznym, najprawdopodobniej pozwoli inżynierom wykorzystać go do projektowania powszechnie stosowanych systemów i urządzeń elektrycznych, jak na przykład tomografów rezonansu magnetycznego. Mamy nadzieję, że tani i stabilny stop w rodzaju wodorku cyrkonowo-wanadowego można będzie łatwo zmodyfikować w taki sposób, aby uzyskać nadprzewodzący materiał – wyjaśnia prof. Zbigniew Łodziana z IFJ PAN.
      Badacze przeanalizowali oddziaływania atomów wodoru w dobrze poznanym wodorku metalu za pomocą wysokiej rozdzielczości wibracyjnej spektroskopii nieelastycznego rozpraszania neutronów wiązki VISION, pochodzącej ze spalacyjnego źródła neutronów laboratorium Oak Ridge w Stanach Zjednoczonych. Uzyskany sygnał widmowy, w tym znaczący wzrost intensywności przy energii około 50 milielektronowoltów, nie zgadzał się z przewidywaniami poczynionymi w ramach istniejących modeli teoretycznych.
      Przełom w zrozumieniu obserwacji nastąpił po wykonaniu obliczeń w Oak Ridge. Zaproponowany przez prof. Łodzianę model posłużył opracowaniu strategii analizy danych. Obliczenia wykonano na superkomputerze Titan, jednym z najszybszych tego typu urządzeń na świecie. Komputer ten zbudowany jest w oparciu o platformę Cray XK7 i działa z prędkością dochodzącą do 27 petaflopów (czyli 27 biliardów operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę). Wykonanie takich obliczeń na komputerze domowym trwałoby około dwudziestu lat, a na najszybszym polskim superkomputerze Prometheus w ACK Cyfronet jakieś 3–5 miesięcy. Na maszynie Titan wyniki obliczeń otrzymaliśmy w niespełna tydzień – mówi prof. Łodziana.
      Przeprowadzone symulacje komputerowe, wraz z dodatkowymi eksperymentami wykluczającymi alternatywne wyjaśnienia, wykazały jednoznacznie, że nieoczekiwana sygnatura widmowa występuje tylko wtedy, gdy odległości między atomami wodoru są mniejsze niż 2 angstremy. Takiego zjawiska nigdy wcześniej nie zaobserwowano w wodorkach metalu dla ciśnień i temperatur charakterystycznych dla warunków pokojowych. Odkrycia zespołu stanowią więc pierwszy znany wyjątek od kryterium Switendicka w stopie bimetalicznym – czyli zasady obowiązującej dla stabilnych wodorków w warunkach standardowych, która mówi o tym, że odstęp między atomami wodoru nie może być mniejszy niż 2,1 angstrema.
      W kolejnych doświadczeniach naukowcy planują wzbogacić wodorek cyrkonowo-wanadowy większą ilością wodoru pod różnymi ciśnieniami, aby ocenić potencjalne nadprzewodnictwo badanego materiału.
      Czy zatem znajdujemy się u progu technologicznej rewolucji polegającej na znalezieniu materiału wykazującego właściwości nadprzewodzące w temperaturze pokojowej? Tego nie wiem, ale z pewnością udało nam się poczynić istotny krok w tym kierunku – przekonuje prof. Łodziana.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Grafen ma wiele niezwykłych właściwości, jednak nie jest materiałem piezoelektrycznym.  Piezoelektryczność to właściwość niektórych materiałów, polegająca na tym, że przy zginaniu, ściskaniu i skręcaniu materiały te produkują ładunki elektryczne. Występuje też zależność odwrotna - pole elektryczne wywołuje odkształcenie materiału piezoelektrycznego, dając nad nim duża kontrolę.
      W ACS Nano ukazał się artykuł, w którym dwóch inżynierów ze Stanford University opisuje, w jaki sposób nadali grafenowi właściwości piezoelektryczne.
      Fizyczne deformacje, jakie możemy tworzyć, są wprost proporcjonalne do przyłożonego pola elektrycznego, co daje nam niedostępną wcześniej możliwość kontrolowania elektroniki w nanoskali - stwierdził Evan Reed, szef Materials Computation and Theory Group i główny autor badań. To pozwala mieć nadzieję, na zrealizowanie koncepcji ‚straintroniki’, zwanej tak ze względu na sposób, w jaki pole elektryczne w sposób przewidywalny zmienia kształt sieci krystalicznej węgla - dodał uczony.
      Mitchell Ong, autor artykułu w ACS Nano, uważa, że „piezoelektryczny grafen może może zapewnić niedostępny dotychczas stopień elektrycznej, mechanicznej i optycznej kontorli nad różnymi urządzeniami, od ekranów dotykowych po nanotranzystory“.
      Za pomocą symulacji przeprowadzanych na superkomputerach, inżynierowie sprawdzali skutki domieszkowania grafenu po jednej lub obu stronach sieci krystalicznej. Modelowano domieszkowanie litem, wodorem, potasem i fluorem oraz ich kombinacjami. Wyniki zaskoczyły naukowców. Sądziliśmy, że pojawi się efekt piezoelektryczny, ale będzie on słaby. Tymczasem jest on podobny do występującego w tradycyjnych materiałach - mówi Reed.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Szwajcarscy uczeni z École Polytechnique FÉdÉrale de Lausanne (EPFL), którzy na początku bieżącego roku poinformowali o świetnych właściwościach molibdenitu, materiału mogącego stać się konkurencją dla krzemu i grafenu, właśnie zaprezentowali pierwszy układ scalony zbudowany z tego materiału.
      Zbudowaliśmy prototyp, umieszczając od dwóch to sześciu tranzystorów i udowadniając, że możliwe jest przeprowadzenie podstawowych operacji logicznych. To dowodzi, że można zbudować większy układ - mówi profesor Andras Kis, dyrektor Laboratorium Nanoskalowych Struktur i Elektroniki (LANES).
       
      Uczony wyjaśnia, że molibdenit umożliwia budowanie mniejszych tranzystorów niż krzem. Obecnie nie można tworzyć warstw krzemu cieńszych niż 2 nanometry, gdyż istnieje ryzyko ich utlenienia się, co negatywnie wpływa na właściwości elektryczne materiału. Z molibdenitu można tworzyć efektywnie działającą warstwę o grubości zaledwie 3 atomów. Jest ona bardzo stabilna i łatwo w niej kontrolować przepływ elektronów. Ponadto molibdenitowe tranzystory są bardziej wydajne. Przełączają się też szybciej niż tranzystory krzemowe.
       
      Jak informuje profesor Kis, molibdenit równie efektywnie jak krzem wzmacnia sygnał elektryczny. Sygnał wyjściowy może być czterokrotnie silniejszy niż sygnał wejściowy. A to oznacza, że możliwe jest produkowanie bardzo złożonych układów. Dla grafenu ta wartość wynosi około 1. Poniżej tej wartości sygnał wyjściowy będzie zbyt słaby, by pobudził do pracy następny, podobny układ - mówi Kis.
       
      Molibdenit, w przeciwieństwie do krzemu, ma interesujące właściwości mechaniczne, które być może pozwolą na produkowanie elastycznych układów scalonych.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...