Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Prosty sposób na pozyskanie wodoru z wody

Rekomendowane odpowiedzi

Naukowcy z University of Kentucky i University of Louisville wyliczyli, że niedrogi stop może posłużyć do pozyskiwania wodoru z wody za pomocą światła słonecznego. Dzięki najnowszym symulacjom komputerowym naukowcy dowodzą, że dodanie do azotku galu 2% antymonu spowoduje, iż po zanurzeniu stopu w wodzie i wystawieniu go na promienie słoneczne dojdzie do rozerwania wiązań pomiędzy tlenem a wodorem. Technika taka zwana jest fotoelektrochemiczną (PEC) elektrolizą wody.

Wcześniejsze badania nad PEC skupiały się na złożonych materiałach. My postanowiliśmy zrobić coś przeciwnego i skupiliśmy się na prostych materiałach, nawet jeśli miałyby one nie posiadać odpowiedniego ułożenia elektronów, wymaganych do spełnienia kryteriów PEC. Chcieliśmy sprawdzić, czy niewielkie dostosowanie ułożenia ich elektronów da pożądane wyniki - mówi profesor Madhu Menon.

Stop GaN-Sb to pierwszy prosty materiał, który może spełniać kryteria stawiane przed materiałami wykorzystywanymi w PEC. Podczas rozbijania wody stop nie ulega żadnemu zużyciu, może więc być wykorzystywany bardzo długo. Obecnie uczeni z UK i UofL pracują nad wykonaniem stopu i przetestowaniu jego właściwości.

Wodór może być paliwem przyszłości. Jednak jego produkcja wiąże się z dużymi kosztami oraz wielkim zużyciem dwutlenku węgla. Jeśli uda się go pozyskiwać za pomocą prostego i taniego stopu, w procesie, który nie będzie wymagał dostarczania sztucznie produkowanej energii, pokonana zostanie jedna z głównych przeszkód stojąca na drodze do rozpowszechnienia się wodoru jako paliwa.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli uda się go pozyskiwać za pomocą prostego i taniego stopu, w procesie, który nie będzie wymagał dostarczania sztucznie produkowanej energii, pokonana zostanie jedna z głównych przeszkód stojąca na drodze do rozpowszechnienia się wodoru jako paliwa.

 

Byłoby wspaniale. Niestety pozostają inne problemy, wcale nie mniej główne, jak przechowywanie, dystrybucja, silniki i ogniwa.

 

Głupi silnik na sprężone powietrze nie chce się upowszechnić, choć problemów z nim mniej.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Największym problemem będzie prawdopodobnie przechowywanie, dystrybucja to tylko kwestia zbudowania sieci stacji paliwowych (a że słońce ma to do siebie że świeci wszędzie (no prawie), wodociąg też pewnie się znajdzie więc  mogły by go produkować na miejscu, oczywiście gromadząc zapas na noc/pochmurne dni. Bardziej niż o dystrybucję boję się o zablokowanie tego np patentami przez dzisiejszych eksporterów ropy naftowej (wodór można wytwarzać wszędzie więc ich obroty znacznie spadną po wprowadzeniu i upowszechnieniu alternatywy dla "kopalin").

 

 

ps co do samego napędu to wodór ma większą wartość energetyczną niż benzyna, więc zbudowanie odpowiednio wydajnego silnika/turbiny nie powinno stanowić większego problemu.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Byłoby wspaniale.

Wodór jest od dawna moim faworytem, jako następca produktów rafinacji tej śmierdzącej kopaliny ropy naftowej.

 

Głupi silnik na sprężone powietrze nie chce się upowszechnić

Czy on aby opłacalny energetycznie?

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

ciekawe jaka będzie sprawność tego materiału, bo jeśli niska to nic nam po nim i trzeba szukać dalej.

 

Czy on aby opłacalny energetycznie?

no właśnie, niestety absolutnie nie.  choćby dlatego, że w procesie sprężania powietrza 95% energii (o ile dobrze pamiętam wykład) jest traconej (ciepło sprężania, tarcie, sprawność sprężarki, osuszanie itd.), a tylko pozostałe 5% jest magazynowane sprężonym powietrzu. sprawność samego silnika gazowego również daleka jest od ideału, więc jedynym sensownym powodem stosowania tego rozwiązania, jest brak możliwości użycia innego rozwiązania, spalinowego bądź elektrycznego.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

no właśnie, niestety absolutnie nie.  choćby dlatego, że w procesie sprężania powietrza 95% energii...

 

Chyba ciut przesadzone. Przy takich sprawnościach transport gazu staje się wątpliwy ekonomicznie :) Ale w tym przypadku sprawność jest drugorzędna jeśli by mieć do dyspozycji źródło mocy pracujące na niewielkich różnicach potencjałów jak np. silnik stirlinga, czy coś taniego jak wiatrak.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
czy coś taniego jak wiatrak.

A najlepiej wiatrak napędzany sprężonym powietrzem - wyjdzie perpetuum mobile :P:)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Osobiście do silnika pneumatycznego nic nie mam  :), ale to powietrze:

Sprężone powietrze ma niską gęstość magazynowanej energii. Do przejechania 300 km, przy zużyciu energii analogicznym do typowego samochodu osobowego, potrzeba 900 kg sprężonego powietrza objętości 2,5 m³ (przy ciśnieniu 30 MPa). (Wiki)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
Wodór może być paliwem przyszłości. Jednak jego produkcja wiąże się z dużymi kosztami oraz wielkim zużyciem dwutlenku węgla.

 

Chyba powinno być "wielką emisją".

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Osobiście do silnika pneumatycznego nic nie mam  :), ale to powietrze:

Sprężone powietrze ma niską gęstość magazynowanej energii. Do przejechania 300 km, przy zużyciu energii analogicznym do typowego samochodu osobowego, potrzeba 900 kg sprężonego powietrza objętości 2,5 m³ (przy ciśnieniu 30 MPa). (Wiki)

 

Dla aut miejskich to więcej niż trzeba. Zasięg ~50 km na jednym kilkuminutowym tankowaniu wystarczy większości tych, co to bez egzoszkieletu nie ruszają się z domu. Wyobraź sobie miasta w których 80% pojazdów (autobusy też!) wypuszczają z rur ... powietrze! Co teraz sądzisz o niskiej gęstości energii?

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Ja tam się nie znam, ale chyba nie chciałbym mieć pod tyłkiem zbiornika napakowanego do 30 MPa. A tym bardziej jakoś nie uśmiecha mi się, żeby za 20 lat przywalił we "pełnoletni" wówczas samochód z takim zbiornikiem.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Ja tam się nie znam, ale chyba nie chciałbym mieć pod tyłkiem zbiornika napakowanego do 30 MPa. A tym bardziej jakoś nie uśmiecha mi się, żeby za 20 lat przywalił we "pełnoletni" wówczas samochód z takim zbiornikiem.

 

Oj microos, wolisz mieć pod tyłkiem 20 kg wodoru ?

;P

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Chyba kiedyś było na kopalni wiedzy o samochodzie z napędem hybrydowym, który jako drugi napęd ma właśnie silnik pneumatyczny.

Znacznie mniej wydajny pomysł niż obecnie używane silniki elektryczne, ale i tak dużo lepiej niż sama benzyna. Do tego bez porównania niższe koszty produkcji niż przy bateriach... ale nie wiem dlaczego nic o tym nie słychać...

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Wyobraź sobie...

Sprężone powietrze jest tylko nośnikiem energii. Jej konwersja to zawsze straty (post lestera). Obostrzenia nadzoru technicznego odnośnie urządzeń ciśnieniowych, są bardzo restrykcyjne (te min. 30MPa to prawie granat - w instalacjach LPG jest dużo niższe i gaz jest skroplony), więc jego instalacja w urządzeniach mobilnych, może być stopowana.

Na dobrą sprawę, zaawansowane próby nielicznych entuzjastów, są prowadzone od kilkunastu lat, więc coś się dzieje  :).

wolisz mieć pod tyłkiem 20 kg wodoru ?

;P

Zakłada się, że w autach będzie w formie ogniw paliwowych, a nie gazu.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Sprężone powietrze jest tylko nośnikiem energii. Jej konwersja to zawsze straty (post lestera).

 

Zawsze są straty. Energia w domowym gniazdku to ułamek tego co było  zmagazynowane w postaci węgla 1km pod powierzchnią. Energia na wydobycie, sprawność EC, sprawność przesyłu, itd.

 

Obostrzenia nadzoru technicznego odnośnie urządzeń ciśnieniowych, są bardzo restrykcyjne (te min. 30MPa to prawie granat - w instalacjach LPG jest dużo niższe i gaz jest skroplony).

 

Wodór ma te same wady. A do tego jest palny :) Granice wybuchowości 4-75%

LPG mają zakaz parkowania w garaż podziemnych. Co z wodorem?

 

 

Na dobrą sprawę, zaawansowane próby nielicznych entuzjastów, są prowadzone od kilkunastu lat, więc coś się dzieje  :P.Zakłada się, że w autach będzie w formie ogniw paliwowych, a nie gazu.

 

Niestety, w dalszym ciągu wymaga to zbiornika wodoru. http://pl.wikipedia.org/wiki/Przechowywanie_wodoru

 

żeby było jasne: jestem wielkim zwolennikiem zastąpienia silników spalinowych czymkolwiek, najlepiej nogami i rowerami, komunikacją miejską elektryczną lub kinetyczną (koła zamachowe) jednak pneumatyka wydaje mi się najprzyjaźniejsza miastu w komunikacji indywidualnej. Pewnie nie wygra bo pojazdy elektryczne lub wodorowe mają walor uniwersalności (do pracy i na wakacje) ale będzie to za cenę góry śmieci do utylizacji. Chyba że zajdzie jakaś grafenowa rewolucja w bateriach lub w przechowywaniu wodoru (były takie doniesienia na KW)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chodzi po ruch miejski, to wyobraź sobie jeszcze hałas powstający przy rozprężaniu takiej ilości powietrza z taką szybkością. Same powiewy też mogą nie być ani szczególnie przyjemne, ani nawet bezpieczne (wyobraź sobie samochód przyśpieszający dynamicznie spod świateł "wiejący" wprost na ruszającego zaraz za nim rowerzystę).

 

Co do przechowywania natomiast, podejmowane były próby przechowywania wodoru w formie wodorków (substancji stałych), które często są całkowicie niepalne, a przy okazji - w niektórych przypadkach - mogą zwiększać możliwą do uzyskania gęstość upakowania samego wodoru.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Zakłada się, że w autach będzie w formie ogniw paliwowych, a nie gazu.

A co to za różnica? Do ogniw paliwowych też potrzebny. No chyba że chcesz go w postaci skroplonej ale to ze względu na temperaturę będzie oznaczać gigantyczne zbiorniki.

 

ps owszem wolę, dalej na tych 20 kg dojadę. Dodatkowo wodór jako 7x lżejszy od powietrza zwyczajnie ulotni się w górne partie atmosfery zamiast rozpływać się po ziemi tworząc zagrożenie pożarowe jak benzyna.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Co do przechowywania natomiast, podejmowane były próby przechowywania wodoru w formie wodorków (substancji stałych), które często są całkowicie niepalne, a przy okazji - w niektórych przypadkach - mogą zwiększać możliwą do uzyskania gęstość upakowania samego wodoru.

 

Niezła dychotomia :) substancja która bezenergetycznie będzie uwalniać

potrzebne ilości wodoru, jednocześnie natychmiast przestanie go uwalniać w przypadku rozsczczelnienia. Czarno to widzę.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

ps owszem wolę, dalej na tych 20 kg dojadę. Dodatkowo wodór jako 7x lżejszy od powietrza zwyczajnie ulotni się w górne partie atmosfery zamiast rozpływać się po ziemi tworząc zagrożenie pożarowe jak benzyna.

 

Coś w tym jest W znanej mi elektrolizerni w przestrzeni katodowej utrzymywano nadciśnienie tak by wodór przez nieszczelności intslacji przedostawał się na halę. Oczywiście był zakaz palenia, ale narzędzia i ubrania zwykłe więc bez szaleństw. Jednak słabo wentylowany parking to już inna bajka.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Coś w tym jest W znanej mi elektrolizerni w przestrzeni katodowej utrzymywano nadciśnienie tak by wodór przez nieszczelności intslacji przedostawał się na halę. Oczywiście był zakaz palenia, ale narzędzia i ubrania zwykłe więc bez szaleństw. Jednak słabo wentylowany parking to już inna bajka.

Na parkingu to co najwyżej stłuczka, starczy odpowiednio "opancerzyć" zbiornik (który i tak będzie dość wytrzymały bo co najmniej ciśnieniowy). Natomiast poważne wypadki wymagają prędkości a co za tym idzie ulicy/drogi (a tam wentylacja jest świetna).

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Ale w tym przypadku sprawność jest drugorzędna jeśli by mieć do dyspozycji źródło mocy pracujące na niewielkich różnicach potencjałów jak np. silnik stirlinga, czy coś taniego jak wiatrak.

W wiatraki to bym nie wierzył bo nie zaspokoją całości zapotrzebowania na energię dla transportu, ale prywatnie jestem fanem silnika stirlinga. Jednak nie spodziewam się by w przewidywalnej przyszłości była możliwość wykorzystania potencjału tego rozwiązania. Bo choć dysponujemy gigantycznymi nadwyżkami energii w postaci ciepła odpadowego, to jednak jego źródła są zazwyczaj bardzo rozproszone, a tam, gdzie jego ilość jest wystarczająca nie ma woli bądź z innych przyczyn jest niemożliwe, by tworzyć stacje kompresji. natomiast tworzenie takich stacji od zera, wymaga już spalania kopalin - to może pozostańmy przy obecnych rozwiązaniach.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jak już "ciepło odpadowe" to pewnie bardziej opłacało by się podłączyć do tych silników prądnice wytwarzające prąd dla zakładu w którym takowe powstaje. Swoją drogą masa energii marnuje się w układzie wydechowym silników spalinowych. gdyby podpiąć tam silniczek parowy (gorące gazy pod ciśnieniem, wiec zasada działania ta sama co przy parze pod ciśnieniem) pewnie można by sporo energii odzyskać (np do do napędu osprzętu silnika właściwego co zwiększy jego moc bez wzrostu zużycia paliwa).

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

właściwego co zwiększy jego moc bez wzrostu zużycia paliwa).

 

Nie da się :) Moc silnika maleje ze wzrostem oporów w układzie wydechowym.

Ciepło spalin pewnie można by utylizować - najlepiej silnikiem Stirlinga :P

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Pewnie część by się dało w ten sposób odzyskać, tyle że w sposób znaczący wzrosła by waga samochodu (a więc spadek ekonomii spalania), a zmniejszyła się ładowność. Do tego spaliny trzeba by przepuścić przez jakiś układ wymienników, a tu pojawiają się opory i spada moc silnika. A nawet jeśli już pokonamy wszystkie te trudności, to przechłodzenie spalin będzie skutkowało wkraplaniem pary wodnej i bardzo szybką korozją całego układu. Niech będzie, że poradziliśmy sobie nawet z tym, to na co nam tyle prądu w samochodzie o napędzie spalinowym? :) Ok, latem klima choć nie jestem przekonany czy wystarczy prądu, ale zimą? Grzanie i tak jest realizowane przez wymiennik od spalin. Może na światła.

IMO po zbilansowaniu energetycznym i finansowym nie opłaci się :P

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Wodór, najbardziej rozpowszechniony pierwiastek we wszechświecie, wciąż potrafi zaskoczyć naukowców. Pomimo dziesięcioleci intensywnych badań i bardzo prostej struktury – w końcu atom wodoru składa się z jednego protonu i jednego elektronu – wiele jego właściwości wciąż pozostaje tajemnicą. Naukowcy z Uniwersytetu Christiana Albrechta w Kilonii i Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf drogą teoretycznych obliczeń zauważyli niespodziewaną właściwość wodoru. W warunkach wysokiego ciśnienia wodór powinien zachowywać się jak roton, kwazicząstka wprowadzona przez Richarda Feynmana na określenie stanów wzbudzonych nadciekłego helu-4.
      To niespodziewane zachowanie wodoru przejawia się na przykład niezwykłym rozpraszaniem promieniowania rentgenowskiego w gęstym wodorze. Normalnie promieniowanie rentgenowskie przekazuje energię do elektronów, a transfer energii jest tym większy, im większy jest przekazany pęd. W przeprowadzonych obliczeń wynika jednak, że w gęstym wodorze energia może spadać wraz ze wzrostem transferu pędu.
      Zjawisko takie obserwowano dotychczas jedynie w bardzo egzotycznych układach, cieczach Bosego schłodzonych to temperatury bliskiej zeru absolutnemu. Ciecze takie znajdują się w stanie nadciekłym, zachodzą w nich zjawiska kwantowe i nie da się ich opisać na gruncie klasycznej mechaniki. Ta nowa właściwość wodoru jest powodowana przez elektrony, które nie są powiązane z atomami. Jeśli wodór zostanie wzbudzony promieniowaniem rentgenowskim o pewnej długości fali, elektrony mogą zbliżyć się do siebie na niezwykle małą odległość, a nawet tworzyć pary, mimo że zwykle się odpychają, wyjaśniają profesor Michael Bonitz i doktor Tobias Dornheim.
      Naukowcy dokładnie wyliczyli, jakie właściwości wodoru powinny zostać zaobserwowane w opisywanych przez warunkach. Teraz fizycy-eksperymentatorzy mogą pokusić się o zweryfikowanie tych obliczeń w praktyce.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Ponad połowa największych jezior na świecie traci wodę, wynika z badań przeprowadzonych przez międzynarodowy zespół naukowy z USA, Francji i Arabii Saudyjskiej. Przyczynami tego stanu rzeczy są głównie globalne ocieplenie oraz niezrównoważona konsumpcja przez człowieka. Jednak, jak zauważają autorzy badań, dzięki opracowanej przez nich nowej metodzie szacunku zasobów wody, trendów oraz przyczyn jej ubywania, można dostarczyć osobom odpowiedzialnym za zarządzanie informacji, pozwalającymi na lepszą ochronę krytycznych źródeł wody.
      Przeprowadziliśmy pierwsze wszechstronne badania trendów oraz przyczyn zmian ilości wody w światowych jeziorach, wykorzystując w tym celu satelity oraz modele obliczeniowe, mówi główny autor badań, Fangfang Yao z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Boulder (CU Boulder). Mamy dość dobre informacje o słynnych jeziorach, jak Morze Kaspijskie, Jezioro Aralskie czy Salton Sea, jeśli jednak chcemy dokonać szacunków w skali globalnej, potrzebujemy wiarygodnych informacji o poziomie wód i objętości jeziora. Dzięki tej nowej metodzie możemy szerzej spojrzeć na zmiany poziomu wód jezior w skali całej planety, dodaje profesor Balaji Rajagopalan z CU Boulder.
      Naukowcy wykorzystali 250 000 fotografii jezior wykonanych przez satelity w latach 1992–2020. Na ich podstawie obliczyli powierzchnię 1972 największych jezior na Ziemi. Użyli też długoterminowych danych z pomiarów poziomu wód z dziewięciu satelitów. W przypadku tych jezior, co do których brak było danych długoterminowych, wykorzystano pomiary wykorzystane za pomocą bardziej nowoczesnego sprzętu umieszczonego na satelitach. Dzięki połączeniu nowych danych z długoterminowymi trendami byli w stanie ocenić zmiany ilości wody w jeziorach na przestrzeni kilku dziesięcioleci.
      Badania pokazały, że 53% największych jezior na świecie traci wodę, a jej łączny ubytek jest 17-krotnie większy niż pojemność największego zbiornika na terenie USA, Lake Meads. Wynosi zatem około 560 km3 wody.
      Uczeni przyjrzeli się też przyczynom utraty tej wody. W przypadku około 100 wielkich jezior przyczynami były zmiany klimatu oraz konsumpcja przez człowieka. Dzięki tym badaniom naukowcy dopiero teraz dowiedzieli się, że za utratą wody w jeziorze Good-e-Zareh w Afganistanie czy Mar Chiquita w Argentynie stoją właśnie takie przyczyny. Wśród innych ważnych przyczyn naukowcy wymieniają też odkładanie się osadów. Odgrywa ono szczególnie ważną rolę w zbiornikach, które zostały napełnione przed 1992 rokiem. Tam zmniejszanie się poziomu wody jest spowodowane głównie zamuleniem.
      Podczas gdy w większości jezior i zbiorników wody jest coraz mniej, aż 24% z nich doświadczyło znacznych wzrostów ilości wody. Są to głównie zbiorniki znajdujące się na słabo zaludnionych terenach Tybetu i północnych części Wielkich Równin oraz nowe zbiorniki wybudowane w basenach Mekongu czy Nilu.
      Autorzy badań szacują, że około 2 miliardów ludzi mieszka na obszarach, gdzie w zbiornikach i jeziorach ubywa wody, co wskazuje na pilną potrzebę uwzględnienia takich elementów jak zmiany klimatu, konsumpcja przez człowieka czy zamulanie w prowadzonej polityce. Jeśli na przykład konsumpcja przez człowieka jest ważnym czynnikiem prowadzącym do utraty wody, trzeba wprowadzić mechanizmy, które ją ograniczą, mówi profesor Ben Livneh. Uczony przypomina jezioro Sevan w Armenii, w którym od 20 lat poziom wody rośnie. Autorzy badań łączą ten wzrost z wprowadzonymi i egzekwowanymi od początku wieku przepisami dotyczącymi sposobu korzystania z wód jeziora.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Najbardziej pożądana metoda produkcji wodoru – uzyskiwanie go z wody metodą elektrolizy – pochłania dużo energii. Optymalnym rozwiązaniem byłoby używanie energii ze źródeł odnawialnych. Profesor Gang Kevin Li z University of Melbourne zaprezentował metodę produkcji wodoru z powietrza o wilgotności zaledwie 4%. To otwiera drogę do produkcji wodoru w okolicach półsuchych, gdzie istnieje największy potencjał wykorzystania energii odnawialnej, a w których nie ma dostępu do odpowiedniej ilości wody.
      Obecnie większość produkowanego wodoru uzyskuje się gazu ziemnego lub węgla. Na całym świecie trwają prace nad bardziej ekologicznymi metodami jego produkcji.
      Li i jego zespół postanowili pozyskiwać wodór z powietrza. W każdej chwili w atmosferze znajduje się około 13 bilionów ton wody. Jest ona nawet obecna w środowiskach półsuchych. Naukowcy z Australii uzyskali z powietrza wodór o wysokiej, 99-procentowej, czystości. Ich prototypowa instalacja działała przez 12 dni. W tym czasie udało się średnio pozyskać niemal 750 litrów wodoru dziennie na każdy metr kwadratowy elektrolizera.
      Naukowcy najpierw nasączali gąbkę lub piankę elektrolitem absorbującym wodę, a następnie umieszczali ją pomiędzy elektrodami. Woda pozyskana przez elektrolit jest spontanicznie transportowana do elektrod przez siły kapilarne. Na katodzie powstaje wodór, na anodzie tlen. To proces całkowicie pasywny. Nie są potrzebne żadne ruchome części, mówi Li.
      Urządzenie testowano zarówno zasilając je samymi panelami słonecznymi, jak i samą niewielką turbiną wiatrową. Działało i w pomieszczeniu i na zewnątrz, a wydajność konwersji energii słonecznej na wodór wynosi 15%.
      Jeśli uda się pozyskać fundusze, w przyszłym roku powstanie prototyp o powierzchni elektrod sięgającej 10 m2. Jego twórcy chcą też opracować tańszy i bardziej wydajny elektrolizer.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Przed dwoma dniami prezydent Biden popisał Inflation Reduction Act, ustawę przewidującą wydatkowanie z federalnego budżetu 437 miliardów dolarów w ciągu najbliższych 10 lat. Przewidziano w niej 370 miliardów USD na energetykę odnawialną i inne technologie niskoemisyjne. Jednak najbardziej interesujące są przepisy dotyczące technologii produkcji wodoru. Z jednej strony dlatego, że przewidziano środki znacznie większe niż spodziewali się analitycy, z drugiej zaś, że przepisy nie wyróżniają żadnej technologii pozyskiwania wodoru. Specjaliści zajmujący się rynkiem wodoru mówią, że dzięki temu w końcu można będzie mówić o początku prawdziwej rewolucji wodorowej. Wodór można przecież wykorzystać zarówno jako paliwo napędzające pojazdy czy statki, jak i do produkcji energii elektrycznej zasilającej nasze domy.
      Ustawa przewiduje bowiem, że producenci wodoru mogą pomniejszyć należny państwu podatek, a wielkość tego pomniejszenia będzie zależała wyłącznie od ilości dwutlenku węgla emitowanego podczas produkcji wodoru. I tak producenci wykorzystujący najczystszą obecnie metodę pozyskiwania wodoru, w czasie której na każdy kilogram wodoru emituje się 0,45 kg CO2, będą mogli odpisać 3 USD na każdy wytworzony kilogram wodoru. Dzięki temu wodór taki może być tańszy niż tzw. szary wodór uzyskiwany z gazu metodą reformingu parowego. W metodzie tej na każdy kilogram wodoru emituje się 8–10 kg CO2. Obecnie cena szarego wodoru w USA to około 2 USD/kg. Dlatego też niemal cały wodór – ok. 10 milionów ton rocznie – produkowany w Stanach Zjednoczonych wytwarzany jest tą metodą.
      Największym na świecie producentem wodoru są Chiny. Państwo Środka wytwarza 25 milionów ton tego pierwiastka rocznie, z czego aż 62% uzyskuje się z węgla, co wiąże się z emisją 18–20 kg CO2 na kilogram wodoru. Zarówno USA jak i Chiny produkują czysty tzw. zielony wodór uzyskiwany metodą elektrolizy z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii, ale produkcja ta nie przekracza 1% całości. Ten zielony wodór kosztuje bowiem ok. 5 USD/kg. Teraz, dzięki możliwości odpisania 3-dolarowego podatku, stanie się on konkurencyjny cenowo z szarym wodorem.
      Amerykanie opracowali też plan dojścia do produkcji zielonego wodoru bez ulg podatkowych. Przepisy przewidują, że do roku 2026 kwota, którą można będzie odpisać od kilograma zielonego wodoru zostanie zmniejszona do 2 USD, a w roku 2031 wyniesie 1 USD.
      Przepisy te znacznie przyspieszą transformację wodorową. Specjaliści z National Renewable Energy Laboratory spodziewali się, że cena zielonego wodoru spadnie o trzy dolary do roku 2026. Teraz, dzięki ustawie, spadnie ona natychmiast. Mamy gwałtowne obniżenie kosztów do poziomu, przy którym zielony wodór staje się konkurencyjny, a w wielu miejscach tańszy, od wodoru pozyskiwanego z paliw kopalnych. Stąd też wielkie nadzieje związane z nową ustawą.
      Wspomniany odpis podatkowy to tylko jeden z ostatnich kroków na rzecz wodorowej rewolucji. W ubiegłym roku w życie weszła ustawa Infrastructure Investment and Jobs Act, w której przewidziano 8 miliardów USD na stworzenie w USA ośmiu regionalnych „hubów wodorowych” produkujących zielony wodór. W oczekiwaniu na rozdysponowanie tych pieniędzy, co ma nastąpić we wrześniu lub październiku, przedsiębiorstwa zgłosiły 22 projekty potencjalnych hubów.
      Wkrótce też ma ruszyć warty 2,65 miliarda USD projekt firm Mitsubishi Power Americas i Magnum Development, w ramach którego zainstalowane zostaną 840-megawatowe turbiny zasilane mieszaniną gazu naturalnego i wodoru, wspierane przez instalację fotowoltaiczną. W miejscu tym 220-megawatowy system elektrolizy będzie wytwarzał wodór. W znajdujących się w pobliżu podziemnych wysadach solnych powstaną zaś magazyny przechowujące do 300 GWh energii w postaci wodoru.
      Nowe amerykańskie przepisy powinny znacznie przyspieszyć prace prowadzone chociażby przez Hydrogen Council. To ogólnoświatowa organizacja skupiająca obecnie 132 korporacje pracujące nad technologiami wodorowymi.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Specjaliści od biomechaniki z Cornell University obliczyli maksymalną wysokość, z jakiej możemy skoczyć do wody bez większego ryzyka wyrządzenia sobie krzywdy. Uwzględnili rodzaj skoku, a zatem to, która część ciała najpierw styka się z wodą. Woda jest 1000-krotnie gęstsza niż powietrze, więc skacząc przemieszczamy się z bardzo rzadkiego do bardzo gęstego medium, co wiąże się z silnym uderzeniem, mówi profesor Sunghwan Jung, główny autor artykułu opublikowanego na łamach Science Advances.
      Z eksperymentów wynika, że w przypadku osoby, która nie przeszła odpowiedniego treningu, skok do wody z wysokości ponad 8 metrów grozi uszkodzeniami kręgosłupa i karku w sytuacji, gdy jako pierwsza z wodą styka się głowa. Jeśli zaś skoczymy tak, by jako pierwsze z wodą zetknęły się dłonie, to przy skoku z wysokości ponad 12 metrów ryzykujemy uszkodzeniem obojczyka. Z kolei uszkodzenie kolana jest prawdopodobne przy skoku na stopy z wysokości ponad 15 metrów.
      Chcieliśmy sprawdzić, jak pozycja przy skoku do wody wpływa na ryzyko odniesienia obrażeń. Motywowała nas też chęć opracowania ogólnej teorii dotyczącej tego, jak obiekty o różnych kształtach wpadają do wody. Prowadziliśmy więc analizy zarówno kształtu ludzkiego ciała i różnych rodzajów skoków, jak i ciał zwierząt. Mierzyliśmy przy tym oddziałujące siły, dodaje Jung.
      Na potrzeby badań naukowcy wydrukowali trójwymiarowe modele ludzkiej głowy i tułowia, głowy morświna zwyczajnego, dzioba głuptaka zwyczajnego oraz łapy jaszczurki z rodzaju Basiliscus. W ten sposób mogli zbadać różne kształty podczas zetknięcia się z wodą. Wrzucali do niej swoje modele, mierzyli działające siły oraz ich rozkład w czasie. Brali pod uwagę wysokość, z jakiej modele wpadały do wody, a znając działające siły oraz wytrzymałość ludzkich kości, mięśni i ścięgien byli w stanie wyliczyć ryzyko związane ze skakaniem do wody z różnych wysokości. Biomechanika człowieka dysponuje olbrzymią literaturą dotyczącą urazów w wyniku upadków, szczególnie wśród osób starszych, oraz urazów sportowych. Nie znam jednak żadnej pracy dotyczącej urazów podczas skoków do wody, mówi profesor Jung.
      Badania dają nam też wiedzę na temat przystosowania się różnych gatunków zwierząt do nurkowania. Na przykład głuptak zwyczajny ma tak ukształtowany dziób, że może wpadać do wody z prędkością do 24 m/s czyli ponad 86 km/h. Jung i jego zespół od dłuższego czasu badana mechanikę nurkowania zwierząt. Obecnie naukowcy skupiają się na tym, jak lisy nurkują w śniegu.
      Jesteśmy dobrymi inżynierami. Potrafimy zbudować samolot i okręt podwodny. Ale przechodzenie pomiędzy różnymi ośrodkami, co sprawnie robią zwierzęta, nie jest łatwym zadaniem. A to bardzo interesująca kwestia. Inżynierowie chcieliby np. budować drony, które sprawnie poruszałyby się w powietrzu, a później wlatywały pod wodę. Może dzięki naszym badaniom wpadną na odpowiednie rozwiązania. My zaś próbujemy zrozumieć podstawy mechaniki, dodaje Jung.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...